Журнал - Проблемы криобиологии 2009 №1

Подождите немного. Документ загружается.

б b

а a

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹1

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹1

лями резорбции. На 7-е сутки наблюдали дезин-

теграцию части фолликулов и наличие кровоиз-

лияния в межфолликулярные пространства. Фол-

ликулы были средних размеров, содержали плот-

ный коллоид с микротрещинами и мелкими

вакуолями резорбции. На 60–90-е сутки строение

железы частично восстанавливалось. В эти же

сроки в межфолликулярном пространстве отмеча-

лись участки с группами эпителиальных клеток,

которые могли быть остатками разрушенных фол-

ликулов или ранней стадией образования новых

фолликулов. На 1–3-и сутки уровень Т

в сыворотке

крови у этой группы животных не изменялся по

сравнению с интактными животными, тогда как

на 7-, 10- и 40-е сутки − увеличивался. К 20-, 60- и

ones), the most follicles were covered with flattened

epithelium, comprised a dense colloid and no resorp-

tion vacuoles. Somewhere the small foci of haemor-

rhage in the interfollicle spaces were detected. To the

day together with the described changes there were

appeared the partially or completely absent disintegra-

ted follicles with a contracted colloid. To the 7

–10

days the number of haemorrhages into the interfollicle

spaces augmented. A colloid in follicles was of loose

consistence with small vacuoles of resorption, appa-

rently associated to the secretion discharge into blood.

Thyroid hormone content in blood serum changed in

a wave-like way. Thus, the T

level during 10 days

after irradiation did not reach the control level, mean-

while the T

one statistically and significantly increa-

100

110

120

1 3 7 10 20 30 40 60 90

Сроки наблюдения, сутки

Observation term, days

Уровень Т

, % к контролю

level, % to the control

100

120

140

1 3 7 102030406090

Сроки наблюдения, сутки

Observation term, days

Уровень Т

, % к контролю

level, % to the control

Щитовидная железа. У летально

облученных животных спустя сутки

после облучения размеры фолли-

кулов щитовидной железы отлича-

лись гетерогенностью (от средних

до крупных), большинство фолли-

кулов были выстланы уплощенным

эпителием и содержали плотный

коллоид, вакуоли резорбции отсут-

ствовали. В межфолликулярных

пространствах местами определя-

лись мелкие очаги кровоизлияния.

На 3-и сутки, наряду с описанными

изменениями, появлялись частично

либо полностью дезинтегрирован-

ные фолликулы, содержащие смор-

щенный коллоид. На 7–10-е сутки

увеличивалось количество кровоиз-

лияний в межфолликулярные прост-

ранства. Коллоид в фолликулах был

неплотной консистенции с мелкими

вакуолями резорбции, что, по-види-

мому, связано с выбросом секрета в

кровь. Содержание тиреоидных гор-

монов в сыворотке крови волнооб-

разно колебалось. Так, уровень Т

на

протяжении 10 суток после облу-

чения не достигал контрольного

уровня, тогда как уровень Т

на пер-

вые и 10-е сутки достоверно увели-

чивался по сравнению с контролем,

а на 7-е – снижался (рис. 9).

После летального облучения и

трансплантации КСКМ на первые

сутки в щитовидной железе эпите-

лий, выстилающий фолликулы,

сохранял кубическую форму. По

периферии железы фолликулы были

небольших размеров, а к центру их

размеры увеличивались. Коллоид

был густым, с единичными вакуо-

Рис. 9. Содержание тиреоидных гормонов Т

(а) и Т

(б) в сыворотке

крови летально облученных животных после трансплантации КСКМ.

 – летально облученные животные;  – летально облученные

животные, защищенные КСКМ; линия – контроль.

Fig. 9. Сontent of T

(a) and T

(b) thyroid hormones in blood serum of

lethally irradiated animals after SCBM cell transplantation:  – lethally

irradiated animals;  – SCBM protected lethally irradiated animals; solid

line is control value.

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹1

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹1

90-м суткам отмечалось достоверное снижение

уровня Т

по сравнению с его содержанием у ин-

тактных животных (рис. 9, а). Содержание Т

сыворотке крови животных, которым вводили

КСКМ, на 1-, 3-, 10-, 40- и 60-е сутки увеличи-

валось по сравнению с его содержанием у интакт-

ных животных, тогда как на 7-, 20- и 90-е сутки

оно снижалось. На 30-е сутки уровень Т

не отли-

чался от его содержания у интактных животных

(рис. 9, б).

Надпочечники. Изменения гистологического

строения надпочечников у летально облученных

животных наблюдались спустя сутки после

облучения: увеличивались размеры коркового и

уменьшались размеры мозгового слоев, наблюда-

лось полнокровие органов. В клетках обнаружива-

лись вакуолизация цитоплазмы, особенно в

пучковой зоне, пикноз и лизис ядер, стертость

клеточных границ, очаги кровоизлияний. Отмечен-

ные гистологические изменения сохранялись

вплоть до гибели животных. Количество липидов

в первые сутки после облучения, особенно в клет-

ках пучковой зоны, было достоверно ниже конт-

рольного уровня, а начиная с 3-х суток, оно увели-

чивалось и к началу массовой гибели животных

(10 суток) резко снижалось (рис. 10).

В первые сутки после облучения и транспланта-

ции КСКМ в надпочечниках увеличивались

размеры пучковой зоны за счет гипертрофии кле-

ток, наблюдалось полнокровие органов. Деструк-

тивные изменения в клетках клубочковой и пуч-

ково-сетчатой зон у животных этой группы были

менее выражены, чем у летально облученных жи-

вотных, не защищенных трансплантацией КСКМ,

в этот же срок наблюдения. На 10–20-е сутки в коре

надпочечников наблюдали единичные клетки с

пикнотичными и лизированными ядрами. К 30–

40-м суткам гистологическое строение коры надпо-

чечников нормализовалось. Изменение количества

липидов носило волнообразный характер. Содер-

жание липидов в клетках коры в первые сутки

достоверно снижалось, а к 3-м суткам возрастало,

достигая значения этого показателя у интактных

животных. Достоверно увеличивалось количество

липидов у животных этой группы на 7-е сутки, а к

10-м суткам содержание их приближалось к

уровню интактных животных. Второй максимум

накопления липидов приходился на 20-е сутки, а в

интервале между 30- и 40-ми сутками их количест-

во снижалось. Начиная с 60-х суток, суданофилия

в клетках вновь возрастала, достигая уровня тако-

вой у контрольных животных (рис. 10).

Содержание кортикостерона в сыворотке крови

летально облученных животных было выше, чем

у интактных животных, особенно на 4–5-е сутки,

sed to the 1

and 10

days compared to the control,

but reduced to the 7

one (Fig. 9).

To the 1

day after lethal irradiation and CSBM

transplantation the epithelium, covering follicles, in

thyroid gland preserved a cubic form. Peripheral gland

follicles were small, but their size augmented to the

center. Colloid was dense, with single resorption

vacuoles. To the 7

day a part of follicles disintegrated

and the haemorrhages into interfollicle spaces were

revealed. Follicles were of middle size, comprising a

dense colloid with microfractures and small resorption

vacuoles. To the 60

–90

days the gland structure was

partially recovered. Within these terms the sites with

groups of epithelial cells, which might be either resi-

duals of destroyed follicles or early stage of new fol-

licle formation, were observed in an interfollicular

space. To the 1

–3

days the T

level in blood serum

in this group’s animals remained unchanged compared

to the intact animals, meanwhile it increased to the

, 10

and 40

ones. To the 20

, 60

and 90

days

there was observed a statically significant reduction

of T

level compared to its content in the intact animals

(Fig. 9, a). To the 1

, 3

, 10

, 40

and 60

days the T

content in blood serum of animals with introduced

CSBM augmented compared to its content in the intact

animals, meanwhile it decreased to the 7

, 20

and

ones. To the 30

day the T

level did not

distinguish from its content in the intact animals

(Fig. 9, b).

Adrenal glands. Changes in adrenal gland histo-

logical structure in lethally irradiated animals were

observed a day later irradiation: sizes of cortical and

medullar layers increased and reduced, correspon-

dingly, the organs plethora was observed. In cells the

cytoplasm vacuolisation, especially in zona fascicu-

lata, nuclear pycnosis and lysis, blurring of cell edges,

hemorrhagic foci, were observed. The noted histolo-

gical changes were preserved till animal death. Lipid

amount in the 1

day after irradiation especially in

cells of zona fasciculata was statistically and signifi-

cantly lower than the control level, but starting to the

day it augmented and to the beginning of mass

animal death sharply decreased (10 days) (Fig. 10).

Within the first day after irradiation and CSBM

cell transplantation in adrenal glands there was an

increase in zona fasciculata size due to cell hypertro-

phy, the organ plethora was observed. Destructive

changes in cells of glomerular and fascicular-reticular

zones in animals of this group were less manifested,

than in lethally irradiated ones, not protected with

CSBM cell transplantation within the same observa-

tion term. To the 10

–20

days on adrenal cortex there

were observed the single cells with pycnotic and lysed

nuclei. To the 30

–40

days a histological structure

of adrenal cortex normalised. A change in lipid number

с достоверным снижением на 7–10-е сутки

(рис. 11, а). Уровень кортикостерона в сыворотке

крови у летально облученных и защищенных

КСКМ реципиентов в первые трое суток и на 10-е

сутки после трансплантации костного мозга уве-

личивался, а на 5- и 20-е сутки снижался по срав-

нению с его содержанием у интактных животных.

К 90-м суткам уровень гормона был достоверно

ниже его значения у интактных животных.

Поджелудочная железа. В первые сутки после

летального облучения мышей наиболее выражен-

ные деструктивные изменения отмечались в

экзокринной части железы. В стенках сосудов наб-

людали набухание эндотелия и пикноз ядер в его

клетках, обнаруживались множественные участки

микронекрозов. Ацинусы были уменьшены в раз-

мерах. Наиболее выраженные деструктивные

изменения в ацинарной паренхиме наблюдали на

7-е сутки. В ацинусах в этот период появлялись

двуядерные ацинарные клетки. В большинстве

островков Лангерганса на 3-и сутки обнаружены

расширенные межклеточные пространства, клетки

с гипо- и гиперхромными ядрами. Островки были

окружены хорошо контурирующейся соединитель-

ной тканью. На 7-е сутки после облучения наблю-

дали островки, потерявшие свои четкие контуры.

Уровень сахара и инсулина в крови в первые сутки

достоверно снижался в 1,5–2 раза по сравнению с

содержанием их у интактных животных. Количест-

во сахара достигало минимального значения на 5–

10-е сутки, а инсулина – на 1-е и 3-и сутки. На 5-е

was of wave-like character. The lipid content in cortex

cells within the first day statistically and significantly

decreased, but augmented to the 3

one, by achieving

this index values in the intact animals. There was a

statistically significant augmentation of lipid number

in the animals of this group to the 7

day, but their

content approached to the level of intact animals to

the 10

one. The second maximum of lipid accumula-

tion was to the 20

day, but within the interval between

the 30

and 40

days their number reduced. Beginning

from the 60

day the sudanophily in cells enhanced

again, by achieving that level in the control animals

(Fig. 10).

The corticosterone content in blood serum of lethal-

ly irradiated animals was higher than in the intact ones,

especially to the 4

–5

days with a statistically signifi-

cant decrease to the 7

–10

ones (Fig. 11, a). The

corticosterone level in blood serum of lethally irradia-

ted and CSBM-protected recipients during first three

days and to the 10

one after bone marrow transplan-

tation augmented, but to the 5

and 20

ones decreased

compared to its content in the intact animals. By the

day the hormone level was statistically and signifi-

cantly lower, than its values in the intact animals.

Pancreas. During first day after mice lethal

irradiation the most pronounced destructive changes

were noted in an exocrine part of gland. The endothe-

lium swelling and nuclear pycnosis in its cells were

seen in vessel walls, the numerous sites of micronecro-

ses were revealed. The acini were diminished in size.

The most pronounced destructive changes in acinar

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹1

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹1

100

125

1 3 7 102030406090

Рис. 10. Степень суданофилии в надпочечниках летально облученных

мышей в разные сроки после трансплантации КСКМ: – летально

облученные животные; – летально облученные животные, защищен-

ные КСКМ; линия – контроль; * – статистически достоверные различия

с контрольной группой (Р < 0,05).

Fig. 10. Sudanophily extent in adrenal glands of lethally irradiated mice

within different terms after SCBM cell transplantation: – lethally irradia-

ted animals; – SCBM protected lethally irradiated animals; solid line is

control value; * – data with statistically significant differences with the

control group (P < 0.05).

Сроки наблюдения, сутки

Observation term, days

Степень суданофилии, % к контролю

Sudanophily extent, % of the control

parenchyma were observed to the 7

day. In the acini within this period the

binuclear acinar cells appeared. In the

majority of Langerhans islets to the 3

day there were found out the extended

intercellular spaces, cells with hypo-

and hyperchromic nuclei. The islets

were surrounded with well-contoured

connective tissue. To the 7

day after

irradiation the islets, lost their distinct

contours, were seen. The sugar and

insulin levels in blood within the first

day was 1.5–2 times statistically and

significantly decreased compared to

their content in the intact animals. The

sugar and insulin amounts achieved the

minimum value to the 5

–10

and 1

–

days, correspondingly. To the 5

day

the insulin amount enhanced, but

without reaching its level in the intact

animals (Fig. 11, b).

In the lethally irradiated CSBM-

protected animals during first three

days the histological changes of acinar

tissue were similar to those in the

а a

сутки количество инсулина повы-

шалось, но не достигало его уровня

у интактных животных (рис. 11, б).

У летально облученных живот-

ных, защищенных КСКМ, на протя-

жении первых 3-х суток гистологи-

ческие изменения ацинарной ткани

были аналогичны изменениям у

летально облученных животных, на-

чиная с 3-х суток, в островках Лан-

герганса появлялись единичные

митотически делящиеся клетки. На

7-е сутки в ацинарной ткани наблю-

дали двуядерные клетки. В инсуляр-

ных островках видимые гистоло-

гические изменения не отмечены до

конца наблюдений (90 суток). На 10–

20-е сутки в экзокринной ткани еще

встречались единичные двуядерные

ацинарные клетки, а к 40–90-м сут-

кам гистологическое строение экзо-

кринной части поджелудочной желе-

зы частично нормализовалось.

Уровень сахара и инсулина в кро-

ви 2-й группы животных на протяже-

нии первых суток достоверно сни-

жался. Количество сахара на 5-е сут-

ки и количество инсулина на 7-е сут-

ки повышалось, достигая их значе-

ния у интактных животных. Уровень

сахара снижался на 10-, 20- и 30-е

сутки, а уровень инсулина снижался

только на 30-е сутки. Начиная с 40-х

суток, содержание сахара в крови

нормализовалось и не изменялось до

конца наблюдения (90 суток), а уро-

вень инсулина достоверно увеличи-

вался на 40- и 90-е сутки (рис. 11, в).

Представленные результаты сви-

детельствуют о том, что степень ра-

диочувствительности структур эндо-

кринных органов различна. Так, эк-

зокринная ткань поджелудочной

железы страдает больше, чем эндо-

кринная; в гипофизе (аденогипофи-

зе) нарушается соотношение хромо-

фильных и хромофобных клеток, а

также ядерно-цитоплазматическое

отношение в этих клетках в сторону

уменьшения значения этого показа-

теля (таблица); в надпочечниках

наиболее выраженные повреждения

отмечаются в корковом слое. Для

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹1

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹1

100

125

150

175

200

1 3 4 5 7 102030406090

Сроки наблюдения, сутки

Observation term, days

Уровень кортикостерона, % от контроля

Corticosterone level, % of control

Рис. 11. Содержание кортикостерона (а), инсулина (б) и сахара (в) в

сыворотке крови летально облученных мышей в разные сроки после

трансплантации КСКМ: – летально облученные животные; – ле-

тально облученные животные, защищенные КСКМ; линия – контроль;

* – статистически достоверные различия с контрольной группой (Р < 0,05).

Fig. 11. Content of corticosterone (a), insulin (b) and sugar (c) in blood

serum of lethally irradiated mice within different terms after SCBM cell

transplantation: – lethally irradiated animals; – SCBM protected lethally

irradiated animals; solid line is control value; * – data with statistically

significant differences with the control group (P < 0.05).

lethally irradiated ones, starting from the 3

day in

the Langerhans islets the single mitotically dividing

cells, appeared. To the 7

day the binuclear cells were

б b

100

125

150

175

1 3 4 5 7 102030406090

Сроки наблюдения, сутки

Observation term, days

Уровень кортикостерона, % от контроля

Corticosterone level, % of control

100

120

13457102030406090

в c

Сроки наблюдения, сутки

Observation term, days

Уровень кортикостерона, % от контроля

Corticosterone level, % of control

всех органов характерны кровоизлияния, появ-

ления очагов некроза, изменение морфологии кле-

ток, особенно их ядер.

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹1

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹1

В результате трансплантации КСКМ летально

облученные реципиенты выживали, у них отмеча-

лось восстановление морфофункциональных

свойств органов лимфомиелоидного комплекса,

что способствовало развитию репаративных про-

цессов в эндокринных органах. Активность тече-

ния репаративных процессов в разных структурах

эндокринных органов отличается. Так, структура

экзокринной ткани поджелудочной железы начи-

нает восстанавливаться позже, чем эндокринной,

и даже через 3 месяца полностью не восстанавли-

вается. Гистологическое строение эндокринных

органов начинает восстанавливаться с появления

в них морфологически сохранных клеток, секрети-

рующих гормоны в гипофизе, щитовидной железе,

надпочечниках и поджелудочной железе, а также

с появления пролиферирующих клеток. В щито-

видной железе обнаруживаются группы межфол-

ликулярных клеток, из которых впоследствии бу-

дут формироваться новые фолликулы. Процессы

кровообращения в эндокринных органах нормали-

зуются, исчезают очаги некроза. Динамика измене-

ния уровня гормонов в периферической крови

животных, защищенных КСКМ, носит волнообраз-

ный характер. Однако уровень гормонов (кортико-

стерона, Т

, Т

, инсулина) не достигает значений

контрольной группы.

Учитывая важную роль нейроэндокринной ре-

гуляции процессов гемопоэза и иммуногенеза,

можно допустить, что причинами задержки про-

цесса полного восстановления морфофункцио-

нальных свойств органов лимфомиелоидного

комплекса являются замедление процессов вос-

становления морфофункциональных свойств орга-

нов нейроэндокринной системы и нарушение гор-

монального статуса организма.

Таким образом, приведенные результаты свиде-

тельствуют о том, что скорость и полнота восста-

новления морфофункциональных свойств органов

лимфомиелоидного комплекса находятся в зависи-

мости от скорости и полноты восстановления мор-

фофункциональных свойств органов нейроэндо-

кринной системы. В свою очередь биологически

активные вещества, монокины, пептиды, продуци-

руемые клетками органов лимфомиелоидного

комплекса, также принимают активное участие в

регуляции процессов гистогенеза и продукции гор-

монов в нейроэндокринных органах [10].

Можно допустить, что на ранних стадиях фило-

генеза разные коммитированные стволовые клетки

при миграции могут оседать в различных участках

тела эмбриона, но генетически коммитированные

клетки формируют только те органы или ткани,

где находится родственное микроокружение [5].

Остальные стволовые коммитированные клетки,

determined in an acinar tissue. No visible histological

changes were seen until observation end in the insular

islets (90

day). To the 10

–20

days the single

binuclear acinar cells were met in an exocrine tissue,

but to the 40

–90

ones a histological structure of

exocrine part of pancreas was partially normalised.

Sugar and insulin levels in blood of the 2

group

of animals during the first day statistically and

significantly reduced. Sugar amount to the 5

day and

that of insulin to the 7

one augmented, by achieving

their values in the intact animals. Sugar level reduced

to the 10

, 20

and 30

days, but that of insulin dimi-

nished only to the 30

one. Starting from the 40

day

the sugar content in blood normalised and remained

unchanged until the observation end (90

day), but

the insulin level statistically and significantly increa-

sed to the 40

and 90

days (Fig. 11, c).

The presented findings testify to the fact, that the

radiosensitivity extent in structures of endocrine

organs is different. Thus, an exocrine tissue of pancreas

suffers more than an endocrine one; in hypophysis

(adenohypophysis) the ratio of chromophilic and

chromophobic cells is impaired, as well as the nucleus-

cytoplasm ratio in these cells is changed towards

reduction of this index value (Table). In adrenal glands

the most pronounced damages are seen in a cortical

layer. The haemorrhages, appearance of necrosis foci,

change in cell morphology, especially in their nuclei,

are typical for all organs.

The CSBM cell transplantation resulted in a survi-

val of lethally irradiated recipient, along with a reco-

very of morphofunctional properties of lymphomye-

loid organs, furthering to the reparative process deve-

lopment in the endocrine organs. The activity of repa-

rative process proceeding in various structures of

endocrine organs is different. Thus, the structure of

pancreas exocrine tissue begins to recover later, than

the endocrine one, being not completely recovered 3

months later. Histological structure of endocrine

organs is recovered starting from the appearance in

them of morphologically integral cells, secreting hor-

mones in hypophysis, thyroid and adrenal glands,

pancreas, as well as from an uprising of proliferating

cells. The groups of interfollicular cells, from which

the new follicles will be formed in future, are found

out in thyroid gland. Blood circulation in endocrine

organs normalises, the necrosis foci disappear. The

dynamics of change in hormone level in peripheral

blood of CSBM cell protected animals is of wave-

like character. However the level of hormones (cortic-

osterone, T

, T

, insulin) does not achieve the control

group’s values.

Taking into account an important role of neuro-

endocrine regulation of hemopoiesis and immuno-

genesis processes, we may assume the slowing down

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹1

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹1

попавшие туда, где нет условий для их дифферен-

цировки и созревания, находятся в покоящемся

состоянии [5]. Когда гетерогенные суспензии попу-

ляций стволовых клеток вводятся в организм

реципиента, эти клетки, мигрируя в кровяном рус-

ле, могут попадать в родственное микроокруже-

ние, способствующее реализации ими специфи-

ческих функций [5]. В этой связи можно предпо-

ложить, что в суспензиях миелокариоцитов наряду

со стволовыми кроветворными клетками находят-

ся и коммитированные стволовые некроветворные

клетки, которые могут принимать участие в про-

цессах гистогенеза эндокринных органов и способ-

ствуют восстановлению их морфофункциональ-

ных свойств.

Исходя из вышеизложенного, можно допустить,

что причиной возникновения реакции “трансплан-

тат против хозяина” (РТПХ) при трансплантации

аллогенных стволовых клеток может быть не толь-

ко развитие иммунной реакции аллогенных имму-

нокомпетентных лимфоцитов донора против кле-

ток реципиента, но также и отторжение транс-

плантата стволовых клеток. При этом не восстанав-

ливаются кроветворная и иммунокомпетентная

системы реципиента, в результате чего не восста-

навливаются и морфофункциональные свойства

эндокринных органов и, как следствие, может раз-

виваться гипофизарная кахексия, которая имеет

сходную клиническую картину с синдромом

РТПХ.

Âûâîäû

Полученные результаты обосновывают необхо-

димость специфической стимуляции процессов

репарации эндокринных органов у летально облу-

ченных животных и человека с помощью комбини-

рованного введения стволовых кроветворных и

некроветворных клеток, находящихся в суспензии

криоконсервированных миелокариоцитов и сус-

пензии клеток, полученных из тканей эндокрин-

ных органов эмбрионов и трупного материала.

in recovery of morphofunctional properties of neuro-

endocrine organs and disorder in organism’s hormonal

status to be the causes of delaying in a compete reco-

very of morphofunctional properties of lympho-mye-

loid organs.

Thus, the mentioned findings testify to the fact that

the rate and completeness of the recovery of morpho-

logical properties of lymphomyeloid organs are depen-

dent on those for neuroendocrine organs. In their turn,

biologically active substances, monokines, peptides,

produced by cells of lymphomyeloid organs, take an

active part in regulating histogenesis and hormone

production in neuroendocrine organs as well [10].

We may assume, that at early stages of phyloge-

nesis, different committed stem cells during migration

may be settled in different sites of embryo body, but

genetically committed cells form only those organs

or tissues, where an affined microenvironment is loca-

ted [5]. The rest committed stem cells, if occurring

the place with no conditions for their differentiation

and maturation, remain in a quiescent state [5]. When

the heterogeneous suspensions of stem cell populations

are introduced into recipient’s organism, these cells,

by migrating within blood channel, may find an affined

microenvironment, furthering to the realisation by

them of specific functions [5]. In this connection we

may suggest that in myelokaryocyte suspensions

together with the stem hemopoietic cells are also

located the committed stem hemopoietic cells, which

may participate in endocrine organ histogenesis and

contribute to recovery of their morphofunctional pro-

perties.

Proceeding from the mentioned above, we may

suggest that not only the development of immune

response of donor’s allogenic immune competent

lymphocytes versus recipient’s cells, but the rejection

of stem cell transplant as well may be the causes for

GVH-disease occurrence during allogenic stem cell

transplantation. At the same time the hemopoietic and

immune competent systems of a recipient are not reco-

vered, resulting in recovery failure of morphofunctio-

nal properties of endocrine organs as well, and as a

consequence, the hypophyseal cachexia may develop,

having the similar picture with GVH-syndrome.

Conclusions

The results obtained substantiate the necessity of

a specific stimulation of reparative processes of

endocrine organs in the lethally irradiated animals and

humans using a combined introduction of stem

hemopoietic and non-hemopoietic cells, being in

suspension of cryopreserved myelokaryocytes and that

of cells, derived from tissue of embryonic endocrine

organs and cadaver material.

Литература

Абдулкадыров К.М., Шабалин В.Н. Трансплантация

костного мозга.– Л.: Медицина, 1976. – 136 с.

Автандилов Г.Г. Морфометрия в патологии. – М.:

Медицина, 1973.– 248 с.

Бутомо Н.В. Трансплантация костного мозга при лучевых

поражениях.– Л.: Медицина, 1970.– 191 с.

Гомеостаз / Под ред. П.Д. Горизонтова. – М.: Медицина,

1981.– 576 с.

Кухарчук А.Л., Радченко В.В., Сирман В.М. Стволовые

клетки: эксперимент, теория, клиника. Эмбриональные,

мезенхимальные, нейральные и гемопоэтические стволо-

вые клетки.– Чернівці, 2004.– 505 с.

References

Abdulkadyrov K.M., Shabalin V.N. Bone marrow transplanta-

tion.– Leningrad: Meditsina, 1976.– 136 p.

Avtandilov G.G. Morphometry in pathology.– Moscow:

Meditsina, 1973.– 248 p.

Butomo N.V. Bone marrow transplantation at radiation dama-

ges.– Leningrad: Meditsina, 1970.– 191 p.

Homeostasis / Ed. by P.D. Gorizontov.– Moscow: Meditsina,

1981.– 576 p.

Kukharchuk A.P., Radchenko V.V., Sirman V.M. Stem cells:

experiment, theory, clinics. Embryonic, mesenchymal, neural

and hemopoietic stem cells.– Chernovtsy, 2004.– 505 p.

Lakin G.F. Biometry.– Moscow: Vysshaya shkola, 1990.–

352 p.

Lischuk V.A., Lord B., Pavlovich-Kantera V. et al. Homeostasis

and regulation of physiological systems of organism.–

Novosibirsk, 1992.– 152 p.

Luppa Kh. Basics of histochemistry: Transl. from German.-

Moscow: Mir, 1980.– 127 p.

Raytsis A.B., Ustinova A.O. Method to determine sugar level

in blood // Lab. delo.– 1965.– N1.– P. 33–36.

Rumyantsev A.G., Maschan A.A. Transplantation of hemo-

poietic stem cells in children: Manial for physicians.– Moscow,

2003.– 912 p.

Tsutsayeva A.A., Goltsev A.N., Popov N.N. et al. Cryoimmuno-

logy.– Kiev: Naukova dumka, 1988.– 176 p.

Tsutsayeva A.A., Kudokotseva O.V., Lobasenko N.P., Shcheg-

lov A.V. Character and dynamics of recovery of morphofun-

ctional activity of macrophages in irradiated recipients after

myelotransplantation // Gematologiya i Tranfuziologiya.–

1999.– N5.– P. 13–15.

Astaldi G., Verga L. The glycogen content of the cells of

lymphatic leukemia // Acta Haematol.– 1957.– Vol. 17, N3.–

P. 129–135.

Cui Y.Z., Hisha H., Yang G.X. et al. Optimal protocol for total

body irradiation for allogeneic bone marrow transplantation in

mice // Bone Marrow Transplant.– 2002.– Vol. 30, N12.–

P. 843–849.

Down J.D., Tarbell N.J., Thames H.D., Mauch P.M. Syngenic

and allogenic bone marrow engraftment after total bodi

irradiation: dependence on dose, dose rate and fractionation //

Blood.– 1991.– Vol. 77, N11.– P. 661–669.

Hancock S.L., McDougall J.R., Constine L.S. Thyroid abnor-

malities after therapeutic external radiation // Int. J. Radiation

Oncol. Biol. Phys.– 1995.– Vol. 31, N7.– P. 1165–1170.

Higgi K.E., Burns G.F., Hayhoe F.G.J. Identification of the hairy

cells of leukaemic reticuloendotheliosis by an esterase

method// Brit. J. Haemat.– 1978.– Vol. 38, N8. – P. 99–105.

Jerne N.K., Nordin A.A. Plaque fromation in agar by single

antibody producing cells // Science.– 1963.– Vol. 140, N3565.–

P. 405.

Jereczek-Fossa B.A., Alterio D., Jassem J. et al. Radiotherapy-

induced thyroid disorders // Cancer Treat. Rev.– 2004.– Vol. 30,

N2.– P. 369–384.

Kubota C., Shinohara T., Hinohara T. et al. Changes in hypotha-

lamic-pituitari function following bone marrow transplantation

in children // Acta Paediatr. Jpn.– 1994.– Vol. 36, N1.– P. 37–

43.

Kuznetsky R.D., Trobaugh F.E.Jr., Adler S.S. An immunologic

comparison between bone marrow and spleen-derived

pluripotent hemopoietic stem cells (CFU-S) of mouse: effect

of rabbit anti-mouse brain serum // Biomedicine.– 1978.–

Vol. 29, N6.– P. 191–193.

Li C.Y., Yam L.T., Lam K.W. Acid phosphatase isoenzyme in

human leukocytes in normal and pathologic conditions // J.

Histochem. Cytochem.– 1970.– Vol. 18, N1.– P. 473–481.

Лакин Г.Ф. Биометрия.– М.: Высш. школа, 1990.– 352 с.

Лищук В.А., Лорд Б., Павлович-Кантера В. и др. Гомеостаз

и регуляция физиологических систем организма.–

Новосибирск, 1992.– 152 с.

Луппа Х. Основы гистохимии: Пер. с нем.– М.: Мир, 1980.–

127 с.

Райцис А.Б., Устинова А.О. Метод определения уровня

сахара в крови // Лаб. дело. – 1965. – № 1. – С. 33-36.

Румянцев А.Г., Масчан А.А. Трансплантация гемопоэтичес-

ких стволовых клеток у детей: Руководство для врачей.–

М., 2003.– 912 с.

Цуцаева А.А., Гольцев А.Н., Попов Н.Н. и др. Криоиммуно-

логия.– Киев: Наук. думка, 1988.– 176 с.

Цуцаева А.А., Кудокоцева О.В., Лобасенко Н.П., Щег-

лов А.В. Характер и динамика восстановления морфофунк-

циональной активности макрофагов у облученных

реципиентов после миелотрансплантации // Гематология

и трансфузиология.– 1999.– №5.– С. 13–15.

Astaldi G., Verga L. The glycogen content of the cells of

lymphatic leukemia // Acta Haematol.– 1957.– Vol. 17, N3.–

P. 129–135.

Cui Y.Z., Hisha H., Yang G.X. et al. Optimal protocol for total

body irradiation for allogeneic bone marrow transplantation in

mice // Bone Marrow Transplant.– 2002.– Vol. 30, N12.–

P. 843–849.

Down J.D., Tarbell N.J., Thames H.D., Mauch P.M. Syngenic

and allogenic bone marrow engraftment after total bodi

irradiation: dependence on dose, dose rate and fractionation //

Blood.– 1991.– Vol. 77, N11.– P. 661–669.

Hancock S.L., McDougall J.R., Constine L.S. Thyroid abnor-

malities after therapeutic external radiation // Int. J. Radiation

Oncol. Biol. Phys.– 1995.– Vol. 31, N7.– P. 1165–1170.

Higgi K.E., Burns G.F., Hayhoe F.G.J. Identification of the hairy

cells of leukaemic reticuloendotheliosis by an esterase

method// Brit. J. Haemat.– 1978.– Vol. 38, N8. – P. 99–105.

Jerne N.K., Nordin A.A. Plaque fromation in agar by single

antibody producing cells // Science.– 1963.– Vol. 140, N3565.–

P. 405.

Jereczek-Fossa B.A., Alterio D., Jassem J. et al. Radiotherapy-

induced thyroid disorders // Cancer Treat. Rev.– 2004.– Vol. 30,

N2.– P. 369–384.

Kubota C., Shinohara T., Hinohara T. et al. Changes in hypotha-

lamic-pituitari function following bone marrow transplantation

in children // Acta Paediatr. Jpn.– 1994.– Vol. 36, N1.– P. 37–

43.

Kuznetsky R.D., Trobaugh F.E.Jr., Adler S.S. An immunologic

comparison between bone marrow and spleen-derived

pluripotent hemopoietic stem cells (CFU-S) of mouse: effect

of rabbit anti-mouse brain serum // Biomedicine.– 1978.–

Vol. 29, N6.– P. 191–193.

Li C.Y., Yam L.T., Lam K.W. Acid phosphatase isoenzyme in

human leukocytes in normal and pathologic conditions // J.

Histochem. Cytochem.– 1970.– Vol. 18, N1.– P. 473–481.

Nakagawa Y., Mori K., Hoshikawa S. et al. Development of

subclinical hyperthyroidism due to Graves’ disease in a

hypothyroid woman who had undergone hemithyroidectomy

for adenomatous goiter and radiotherapy for nasopharyngeal

cancer // Endocr. J.– 2007.– Vol. 54, N1.– P. 35–37.

Szydlo R., Goldman J., Klein J. et al. Results for allogeneic

bone marrow transplants for leukemia using donors other then

HLA-identikal siblings // J. Clin. Oncol.– 1997.– Vol. 15, N1.–

P. 1767–1777.

Tsukada T., Katayama N., Masuya M. et al. Intensive

chemotherapy followed by autologous bone marrow

transplantation for a patient having wide-spread embryonal

carcinoma in the central nervous system // Jpn. J. Clin. Oncol.–

1989.– Vol. 19, N1.– P. 67–71.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹1

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹1

Nakagawa Y., Mori K., Hoshikawa S. et al. Development of

subclinical hyperthyroidism due to Graves’ disease in a

hypothyroid woman who had undergone hemithyroidectomy

for adenomatous goiter and radiotherapy for nasopharyngeal

cancer // Endocr. J.– 2007.– Vol. 54, N1.– P. 35–37.

Szydlo R., Goldman J., Klein J. et al. Results for allogeneic

bone marrow transplants for leukemia using donors other then

HLA-identiсal siblings // J. Clin. Oncol.– 1997.– Vol. 15, N1.–

P. 1767–1777.

Tsukada T., Katayama N., Masuya M. et al. Intensive

chemotherapy followed by autologous bone marrow

transplantation for a patient having wide-spread embryonal

carcinoma in the central nervous system // Jpn. J. Clin. Oncol.–

1989.– Vol. 19, N1.– P. 67–71.

Truner S.L., Tiver K.W., Boyages S.C. Thyroid dysfunction

following radiotherapy for head and neck cancer // Int. J.

Radiation Oncol. Biol. Phys.– 1995.– Vol. 31, N2.– P. 279–

283.

Weissler M.C., Berry B.W. Thyroid-stimulating hormone levels

after radiotherapy and combined therapy for heat and neck

cancer // Head. Neck.– 1991.– Vol. 13, N1.– P. 420–423.

Accepted in 01.07.2008

Truner S.L., Tiver K.W., Boyages S.C. Thyroid dysfunction

following radiotherapy for head and neck cancer // Int. J.

Radiation Oncol. Biol. Phys.– 1995.– Vol. 31, N2.– P. 279–

283.

Weissler M.C., Berry B.W. Thyroid-stimulating hormone levels

after radiotherapy and combined therapy for heat and neck

cancer // Head. Neck.– 1991.– Vol. 13, N1.– P. 420–423.

Поступила 01.07.2008

Рецензент Е.П. Жуликова

23.

24.

25.

26.

27.

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹1

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹1

26.

27.

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹1

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹1

УДК 57.084.1:591.463.2

Â.È. ÃÐÈÙÅÍÊÎ, Â.Å. ×ÀÄÀÅÂ*, Â.Â. ÂÎËÈÍÀ

Àëëîòðàíñïëàíòàöèÿ êðèîêîíñåðâèðîâàííîé òåñòèêóëÿðíîé òêàíè êàê

ñïîñîá êîððåêöèè ãèïîôóíêöèè ÿè÷åê êðîëèêîâ

UDC 7.084.1:591.463.2

V.I. GRISCHENKO, V.E. CHADAYEV*, V.V. VOLINA

Allotransplantation of Cryopreserved Testicular Tissue as the Way

to Correct Rabbit Testes Hypofunction

Изучали влияние аллотрансплантации криоконсервированной тестикулярной ткани на морфофункциональное состояние

яичек кроликов при половой абстиненции. Полученные данные свидетельствуют о восстановлении после аллотрансплантации

тестикулярной ткани сперматогенного эпителия и возобновлении сперматогенеза в паренхиме яичек кроликов-самцов,

содержащихся без самок в течение 2-х месяцев и находящихся в состоянии половой абстиненции.

Ключевые слова: кролики, яички, половая абстиненция, сперматогенез, аллотрансплантация криоконсервированной

тестикулярной ткани, морфологическое исследование.

Вивчали вплив алотрансплантації кріоконсервованої тестикулярної тканини на морфофункціональний стан яєчок кролів

при статевій абстиненції. Отримані дані свідчать про відновлення після алотрансплантації кріоконсервованої тестикулярної

тканини сперматогенного епітелію та поновлення сперматогенезу у паренхімі яєчок кролів-самців, які утримувались без

самиць на протязі 2-х місяців і знаходилися у стані статевої абстиненції.

Ключові слова: кролі, яєчки, статева абстиненція, сперматогенез, алотрансплантація кріоконсервованої тестикулярної тканини,

морфологічне дослідження.

The effect of cryopreserved testicular tissue allotransplantation on the rabbit’s testes morphofunctional state under sexual

abstinence conditions has been studied. Obtained the data testify to the fact, that after testicular tissue allotransplantation there is the

recovery of spermatogenic epithelium and spermatogenesis renewal in testicular parenchyma of male rabbits, kept without females

within 2 months under sexual abstinence conditions.

Keywords: rabbits, testes, sexual abstinence, spermatogenesis, allotransplantation of cryopreserved testicular tissue, morphological

study.

Сперматогенный эпителий чрезвычайно чувст-

вителен к повреждающим воздействиям. При раз-

личных интоксикациях, авитаминозах, недоста-

точном питании и других неблагоприятных факто-

рах сперматогенез ослабляется или даже прекра-

щается, а сперматогенный эпителий атрофируется

[2, 4]. Аналогичные деструктивные процессы раз-

виваются и после перевязки или перерезки семявы-

водящих каналов.

Цель работы – изучение влияния аллотранс-

плантации криоконсервированной тестикулярной

ткани как способа коррекции гипофункции яичек

на морфофункциональное состояние яичек кроли-

ков при половой абстиненции.

Ìàòåðèàëû è ìåòîäû

Эксперименты проводили на кроликах-самцах

породы Шиншилла 18-месячного возраста с живой

массой 3000-3500 г.

Животные были разделены на 3 эксперимен-

тальные группы:

Spermatogenic epithelium is extremely sensitive to

damaging effects. Under different intoxications, vitamin

deficiency, insufficient nutrition and other unfavorable

factors, the spermatogenesis is either weakened or

even terminated, and spermatogenic epithelium atrophy

occurs [2, 4]. The same destructive processes are in

progress after vasoligation or vasotomy as well.

The research was targeted to study the effect of

cryopreserved testicular tissue allotransplantation as

the way to correct testes hypofunction on morpho-

functional state of rabbit’s testes under sexual absti-

nence.

Materials and methods

The experiments were carried out in 18-months’

Chinchilla male rabbits of 3000–3500 g living weight.

Animals were divided in 3 experimental groups: the

group comprised the males with regular placing of

females (control); the 2

one consisted of rabbits, kept

within 2 months without females (sexual abstinence);

the animals, allotransplanted with cryopreserved

* Àâòîð, êîòîðîìó íåîáõîäèìî íàïðàâëÿòü êîððåñïîíäåíöèþ:

óë. Ïåðåÿñëàâñêàÿ, 23, ã. Õàðüêîâ, Óêðàèíà 61015; òåë.:+38

(057) 373-31-19, ôàêñ: +38 (057) 373-30-84, ýëåêòðîííàÿ ïî÷òà:

cryo@online.kharkov.ua

* To whom correspondence should be addressed: 23, Pereyaslavskaya

str., Kharkov, Ukraine 61015; tel.:+380 57 373 3119, fax: +380 57

373 3084, e-mail: cryo@online.kharkov.ua

Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the Na-

tional Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine

Èíñòèòóò ïðîáëåì êðèîáèîëîãèè è êðèîìåäèöèíû

ÍÀÍ Óêðàèíû, ã. Õàðüêîâ

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹1

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹1

І группа – самцы, к которым регулярно под-

саживали самок (контроль); ІІ группа – кролики,

которых в течение 2-х месяцев содержали без самок

(половая абстиненция); ІІІ группа – животные,

которым после 2-х месяцев содержания без самок

проводили аллотрансплантацию криоконсерви-

рованной тестикулярной ткани.

Работу с животными проводили в соответствии

с “Общими принципами экспериментов на живот-

ных, одобренными ІІ Национальным конгрессом

по биоэтике” (Киев, 2004) и согласованными с

положениями “Европейской конвенции о защите

позвоночных животных, используемых для экспе-

риментальных и других научных целей” (Страс-

бург, 1985). Животных содержали в стандартных

условиях вивария при температуре помещения 15–

17°С и относительной влажности 55–65%. За само-

чувствием животных во время эксперимента наб-

людали визуально [5].

Материалом для аллотрансплантации криокон-

сервированной тестикулярной ткани в амнио-

тической оболочке служили фрагменты тестику-

лярной ткани от здоровых кроликов-самцов. Забор

амниотической оболочки осуществляли у самок-

родильниц кроликов и криоконсервировали по

разработанному нами методу после тщательного

бактериологического контроля препаратов. После

деконсервирования трансплантационный материал

помещали в стерильные чашки Петри с питатель-

ной средой 199 и добавляли антибиотики.

Фрагменты тестикулярной ткани погружали в

амниотическую оболочку и формировали “мешо-

чек” для трансплантации. Применение данной био-

логической оболочки (мембраны) позволяло про-

лонгировать функциональную активность тести-

кулярной ткани, благодаря ослаблению эффекта

отторжения и лизиса. Сформированный “мешочек”

из амниотической оболочки, содержащий 14–18

фрагментов семенников, завязывали кетгутовой

лигатурой. После соответствующей обработки

операционного поля под местной анестезией 0,5–

2,0%-м раствором новокаина в области наружной

стороны бедра производили разрез кожи длиной

2 см и частично острым, частично тупым путем

создавали “карман” для погружения трансплан-

тата. При этом трансплантат неплотно фиксирова-

ли кетгутовой нитью к коже. На края кожной раны

накладывали скобки Мишеля.

Для гистологического исследования вырезан-

ные участки яичек фиксировали в 10%-м нейт-

ральном формалине, подвергали обезвоживанию в

спиртах возрастающей концентрации, просветляли

в ксилоле и заливали в парафин. Срезы из пара-

финовых блоков толщиной 6–8 микрон окрашивали

гематоксилином и эозином для получения обзорных

гистологических препаратов [3].

testicular tissue after 2 months’ maintenance without

females were in the 3

one.

All the manipulation with animals were performed

according to the “General ethical principles of

experiments in animals”, approved by the 2

National

Congress on Bioethics (Kiev, 2004) and agreed with

the statements of the “European Convention for the

Protection of Vertebrate Animals Used for Experi-

mental and Other Scientific Purposes” (Strasbourg,

1985). The animals were kept under standard vivarium

conditions at 15-–17°C room temperature and 55–65%

relative humidity. Animal health was visually observed

during experiment [5].

Testicular tissue fragments from healthy male

rabbits served as the material for cryopreserved

testicular tissue allotransplantation in amniotic mem-

brane. Amniotic membrane was procured in puerperal

female rabbits and cryopreserved according to the

control of preparations. After freeze-thawing the trans-

planted material was placed into sterile Petri dishes

with 199 nutritive medium with adding antibiotics.

Testicular tissue fragments were immersed into

amniotic membrane with forming “sac” for trans-

plantation. This biological coating (membrane) ap-

plication enabled to prolong a functional activity of

testicular tissue, due to the weakening of rejection and

lysis effects. The formed “sac” from amniotic membra-

ne, comprising 14–18 testicular fragments, was tied

with catgut ligature. After corresponding treatment of

operation field under local anesthesia of 0.5–2.0%

novocaine solution in the area of external femoral side

the skin section of 2 cm length was done and the “sac”

for transplant immersion was formed by partially acute

or blunt ways. At the same time the transplant was

loosely fixed by catgut suture to the skin. The Michel

clips were put at the skin wound edges.

For histological study the cut sites of testes were

fixed in 10% neutral formalin, dehydrated in alcohols

of increasing concentration, cleared in xylene and

embedded in paraffin. Sections from paraffin blocks

of 6–8 µm thickness were stained with hematoxylin

and eosin to obtain the plain histological preparations

[3].

Results and discussion

Under morphological study of testes of the I

group

animals: mature young rabbits, there was revealed the

organ parenchyma, consisting of convoluted seminife-

rous tubules, between which there was a small amount

of connective tissue, comprising large interstitial cells

(Leydig cells). The convoluted seminiferous tubules

are covered with spermatogenic epithelium, on a basal

membrane of which there are the large cells with

hyperchromic nuclei: spermatogones (gamete precu-

rsors). Between them there are located the maintaining