ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЙТРОФИЛОВ ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ СТРЕССЕ У КОРОВ МЕТОДАМИ ЛАЗЕРНОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ И ЭЛЕКТРОННОЙ СКАНИРУЮЩЕЙ МИКРОСКОПИЙ

  • Anna V. Deryugina Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" https://orcid.org/0000-0001-8812-8559
  • Marina N. Ivashchenko ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет» https://orcid.org/0000-0001-6642-8518
  • Vladislav B. Metelin Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Московской области «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского» https://orcid.org/0000-0003-0600-5729
  • Roman S. Kovylin Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН https://orcid.org/0000-0002-3897-6960
  • Pavel S. Ignatiev Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод " имени Э.С. Яламова https://orcid.org/0000-0001-5075-7034
Ключевые слова: нейтрофилы, лазерная интерференционная микроскопия, электронная сканирующая микроскопия, технологический стресс, крупный рогатый скот

Аннотация

Обоснование. Интенсивная технология производства молока создает целый ряд факторов, которые способны ввести животное в состояние технологического стресса. Действие стресса отражается на неспецифической резистентности, которая представляет способность организма противостоять действию неблагоприятных факторов за счет поддержания защитных сил на должном уровне. Нейтрофилы одни из первых защитных клеточных барьеров, которые быстро мобилизуются при воздействии стресс-факторов.

Для расшифровки происходящих изменений в ответ на действие стрессоров требуется привлечение разных оценочных средств. Одним из возможных методологических подходов является использование различных методов визуализации, обеспечивающих доступ к пространственно-временной информации на уровне отдельных органелл и клеток

Цель. Изучение морфо-функционального состояния нейтрофилов при технологическом стрессе у крупного рогатого скота методами лазерной интерференционной и электронной сканирующей микроскопий.

Материалы и методы. Работа проведена на 30 клинически здоровых высокопродуктивных коровах чёрно-пёстрой породы. В качестве технологического стресса рассматривали совокупность воздействий: перегруппировку животных и смену обслуживающего персонала. В работе проводили анализ нейтрофилов методом лазерной интерференционной и электронной сканирующей микроскопий.

Результаты. Показано изменение морфологической структуры и функциональной активности нейтрофилов после технологического стресса. При анализе интерферограмм выявлено увеличение гетерогенности нейтрофилов за счет появления дегенеративно измененных форм клеток при увеличении количества функционально активных нейтрофилов. Проведение электронной сканирующей микроскопии позволило выявить появление после технологического стресса НЕТозов и нейтрофилов с опустошенными гранулами и вакуолизацией цитоплазмы.

Заключение. Выявленные морфо-функциональные изменения нейтрофилов коров доказывают напряжение механизмов адаптации при технологическом стрессе. Данное обстоятельство необходимо учитывать для предотвращения срыва адаптационных возможностей организма высокопродуктивных животных.  

Информация о спонсорстве. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 22-26-00311.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Anna V. Deryugina, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского"

доктор биологических наук, доцент

Marina N. Ivashchenko, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет»

кандидат биологических наук, доцент

Vladislav B. Metelin, Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Московской области «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского»

кандидат биологических наук

Roman S. Kovylin, Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН

кандидат химических наук

Pavel S. Ignatiev, Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод " имени Э.С. Яламова

кандидат физико-математических наук

Литература

Список литературы

Андрюков Б.Г. и соавт. Антимикробные стратегии нейтрофилов при инфекционной патологии / Б.Г. Андрюков, Л.М. Сомова, Е.И. Дробот, Е.В. Матосова // Клиническая лабораторная диагностика. 2016. Т. 61. №12. С. 825.

Василенко И.А. и др. Цитометрия нейтрофилов в оценке эффективности комплексного лечения больных остеомиелитом нижней челюсти / И.А. Василенко, А.А. Никитин, Н.В. Малыченко, И.А. Иванюта, В.Б. Метелин, Б.Я. Агаджанян // Альманах клинической медицины. 2008. №18. С. 64.

Гаврилова Г.А. и др. Неспецифическая резистентность коров, инфицированных ВЛКРС и больных лейкозом / Г.А. Гаврилова, С.В. Бахметьева // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2005. №1. С. 118.

Демидчик Л.А. Исследование нейтрофилов у больных с экзогенными токсическими нефропатиями / Л.А. Демидчик, Е.В. Клочкова, Е.А. Рассохина // Современные проблемы науки и образования. 2018. №6. С. 49.

Дерюгина А.В. и др. Трансляционные изменеия электрофоретической подвижности и фазового портрета эритроцитов с учетом развития стрессовой реакции в условиях патологического процесса / А.В. Дерюгина, М.Н. Иващенко, П.С. Игнатьев, А.Г. Самоделкин // Альманах клинической медицины. 2018. Т. 46. №8. С. 765-771.

Дерюгина А.В. и др. Применение лазерной интерференционной микроскопии для оценки функционального состояния эритроцитов / А.В. Дерюгина, М.Н. Иващенко, А.А. Белов, П.С. Игнатьев, В.Б. Метелин // Цитология. 2021. Т. 63. №1. С. 74.

Загубиженко М.В. и др. Использование метода лазерной интерференционной микроскопии для исследования состояния перитонеальных макрофагов мыши, облученных ультрафиолетовым светом / Загубиженко М.В., Юсипович А.И., Пирутин С.К., Минаев В.Л., Кудряшов Ю.Б. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2011. Т. 51. №6. С. 715.

Красильникова В.Л. и др. Сканирующая электронная микроскопия в изучении поверхностных тканевых реакций при выборе титановых имплантатов для реконструктивной хирургии области орбиты / Загубиженко М.В., Юсипович А.И., Пирутин С.К., Минаев В.Л., Кудряшов Ю.Б. // Инновационные технологии в медицине. 2018. №1. С. 36.

Пискарев И.М., Иванова И.П., Самоделкин А.Г., Иващенко М.Н.. Инициирование и исследование свободно-радикальных процессов в биологических экспериментах. Нижний Новгород. 2016. 106 с.

Тузлуков И.И. Сравнительная оценка морфологических и иммунологических методик определения активности нейтрофилов / И.И. Тузлуков // Российский медико-биологический вестник имени академика И. П. Павлова. 2004. №3-4. С.113.

Тычинский В.П. Динамическая фазовая микроскопия: возможен ли «диалог» с клеткой? / В.П. Тычинский // Успехи физических наук. 2007. Т. 177. №5. С. 535.

Тюмина Н.А. и др. Низковакуумная сканирующая электронная микроскопия тучных клеток на поверхности надпочечника крысы / Н.А. Тюмина, К.Г. Кемоклидзе, Д.Э. Пухов // Морфология. 2016. Т. 149. №3 С. 211.

Castanheira F.V.S. Neutrophils and NETS in modulating acute and chronic inflammation // Blood. 2019. №133. Р. 2178-2185. https://doi.org/10.1182/blood-2018-11-844530

D’Cruz A.A. The pseudokinase MLKL activates PAD4-dependent NET formation in necroptotic neutrophils / A.A. D’Cruz, M. Speir, M. Bliss-Moreau, S. Dietrich, S. Wang // Sci. Signal. 2018. Vol. 11. https://doi.org/10.1126/scisignal.aao1716

Desai J. PMA and crystal-induced neutrophil extracellular trap formation involves RIPK1-RIPK3-MLKL signaling / J. Desai, S.V. Kumar, S.R. Mulay, L. Konrad, S. Romoli // Eur. J. Immunol. 2016. №46. Р. 223. https://doi.org/10.1002/eji.201545605

G..E. Helal Effect of noise stress and/or sulpiride treatment on some physiological and histological parameters in female albino rats / G..E. Helal, F. Eid, M.T. Neama // The Egypt J. hospital med. 2011. V. 44. P. 295

Kesner E.E. Characteristics of mitochondrial transformation into human cells / E.E. Kesner, A. Saada-Reich, H. Lorberboum-Galski // Sci. Rep. 2016. №6. Р. 26057. https://doi.org/10.1038/srep26057

Mantovani A. Neutrophils in the activation and regulation of innate and adaptive immunity / A. Mantovani, M.A. Cassatella, C. Costantini, S. Jaillon // Nat. Rev. Immunol. 2011. Vol. 11. Р. 519. https://doi.org/10.1038/nri3024

Moschonas I.C. The pathway of neutrophil extracellular traps towards atherosclerosis and thrombosis / I.C. Moschonas, A.D. Tselepis // Atherosclerosis. 2019. V. 288. P. 9. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2019.06.919

Reeves E.R. Killing activity of neutrophils is mediated through activation of proteases by K+ flux / E.R. Reeves, H. Lu, R.T. Jacobs // Nature. 2002. Vol. 416 (6878). Р. 291. https://doi.org/10.1038/416291a

Romero L.M. Physiological stress in ecology: lessons from biomedical research // Trends in Ecology and Evolution. 2004. Vol. 19. Р. 249. https://doi.org/10.1016/j.tree.2004.03.008

Spees J.L. Mitochondrial transfer between cells can rescue aerobic respiration / J.L. Spees, S.D. Olson, M.J. Whitney, D.J. Prockop // Proc.Natl.Acad. Sci. U.S.A. 2006. Vol. 103. Р. 1283. https://doi.org/10.1073/pnas.0510511103

Yipp B.G. Infection-induced NETosis is a dynamic process involving neutrophil multitasking in vivo / B.G. Yipp, B. Petri, D. Salina// Nature medicine. 2012. V. 18. P. 1386. https://doi.org/10.1038/nm.2847

References

Andriukov B.G. et al. Antimikrobnye strategii nejtrofilov pri infekcionnoj patologii [Antimicrobial strategies of neutrophils in infectious pathology] / B.G. Andriukov, L.M. Somova, E.I. Drobot, E.V. Matosova. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika [Clinical laboratory diagnostics], 2016, vol. 61, no. 12, p. 825.

Vasilenko I.A. et al. Citometriya nejtrofilov v ocenke effektivnosti kompleksnogo lecheniya bol'nyh osteomielitom nizhnej chelyusti [Cytometry of neutrophils in assessing the effectiveness of complex treatment of patients with osteomyelitis of the lower jaw] / I.A. Vasilenko, A.A. Nikitin, N.V. Malychenko, I.A. Ivanyuta, V.B. Metelin, B.Ya. Aghajanyan. Al'manah klinicheskoj mediciny [Almanac of clinical Medicine], 2008, no. 18, p. 64.

Gavrilova G.A. et al. Nespecificheskaya rezistentnost' korov, inficirovannyh VLKRS i bol'nyh lejkozom [Nonspecific resistance of cows infected with VLKRS and patients with leukemia] / G.A. Gavrilova, S.V. Bakhmetyeva. Sibirskij vestnik sel'skohozyajstvennoj nauki [Siberian Bulletin of Agricultural Science], 2005, no. 1, p. 118.

Demidchik L.A. Issledovanie nejtrofilov u bol'nyh s ekzogennymi toksicheskimi nefropatiyami [Study of neutrophils in patients with exogenous toxic nephropathies] / L.A. Demidchik, E.V. Klochkova, E.A. Rassokhina. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education], 2018, no. 6, p. 49.

Deryugina A.V. et al. Translyacionnye izmeneiya elektroforeticheskoj podvizhnosti i fazovogo portreta eritrocitov s uchetom razvitiya stressovoj reakcii v usloviyah patologicheskogo processa [Translational changes in electrophoretic mobility and phase portrait of erythrocytes taking into account the development of a stress reaction in a pathological process] / A.V. Deryugina, M.N. Ivashchenko, P.S. Ignatiev, A.G. Samodelkin. Al'manah klinicheskoj mediciny [Almanac of Clinical Medicine], 2018, vol. 46, no. 8, pp. 765-771.

Deryugina A.V. et al. Primenenie lazernoj interferencionnoj mikroskopii dlya ocenki funkcional'nogo sostoyaniya eritrocitov [Application of laser interference microscopy to assess the functional state of erythrocytes] / A.V. Deryugina, M.N. Ivashchenko, A.A. Belov, P.S. Ignatiev, V.B. Metelin. Citologiya [Cytology], 2021, vol. 63, no. 1, p. 74.

Zagubizhenko M.V. et al. Ispol'zovanie metoda lazernoj interferencionnoj mikroskopii dlya issledovaniya sostoyaniya peritoneal'nyh makrofagov myshi, obluchennyh ul'trafioletovym svetom [Using the method of laser interference microscopy to study the state of mouse peritoneal macrophages irradiated with ultraviolet light] / M.V. Zagubizhenko, A.I. Yusipovich, S.K. Pirutin, V.L. Minaev, Yu.B. Kudryashov. Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya. [Radiation Biology. Radioecology], 2011, vol. 51, no. 6, p. 715.

Krasilnikova V.L. et al. Skaniruyushchaya elektronnaya mikroskopiya v izuchenii poverhnostnyh tkanevyh reakcij pri vybore titanovyh implantatov dlya rekonstruktivnoj hirurgii oblasti orbity [Scanning electron microscopy in the study of surface tissue reactions when choosing titanium implants for reconstructive surgery of the orbital region] / M.V. Zagubizhenko, A.I. Yusipovich, S.K. Pirutin, V.L. Minaev, Yu.B. Kudryashov. Innovacionnye tekhnologii v medicine [Innovative technologies in medicine], 2018, no. 1, p. 36.

Piskarev I.M., Ivanova I.P., Samodelkin A.G., Ivashchenko M.N. Iniciirovanie i issledovanie svobodno-radikal'nyh processov v biologicheskih eksperimentah [Initiation and investigation of free radical processes in biological experiments]. Nizhniy Novgorod, 2016, 106 p.

Tuzlukov I.I. Sravnitel'naya ocenka morfologicheskih i immunologicheskih metodik opredeleniya aktivnosti nejtrofilov [Comparative assessment of morphological and immunological methods for determining the activity of neutrophils]. Rossijskij mediko-biologicheskij vestnik imeni akademika I.P. Pavlova [Russian Biomedical Bulletin named after Academician I.P. Pavlov], 2004, no. № 3-4, p. 113.

Tychinsky V.P. Dinamicheskaya fazovaya mikroskopiya: vozmozhen li «dialog» s kletkoj? [Dynamic phase microscopy: is a "dialogue" with a cell possible?]. Uspekhi fizicheskih nauk [Successes of physical sciences], 2007, vol. 177, no. 5, p. 535.

Tyumina N.A. et al. Nizkovakuumnaya skaniruyushchaya elektronnaya mikroskopiya tuchnyh kletok na poverhnosti nadpochechnika krysy [Low-vacuum scanning electron microscopy of mast cells on the surface of the rat adrenal gland] / N.A. Tyumina, K.G. Kemoklidze, D.E. Pukhov. Morfologiya [Morphology], 2016, vol. 149, no. 3, p. 211.

Castanheira F.V.S. Neutrophils and NETS in modulating acute and chronic inflammation. Blood., 2019, no. 133, pp. 2178-2185. https://doi.org/10.1182/blood-2018-11-844530.

D’Cruz A.A. The pseudokinase MLKL activates PAD4-dependent NET formation in necroptotic neutrophils / A.A. D’Cruz, M. Speir, M. Bliss-Moreau, S. Dietrich, S. Wang. Sci. Signal., 2018, vol. 11. https://doi.org/10.1126/scisignal.aao1716

Desai J. PMA and crystal-induced neutrophil extracellular trap formation involves RIPK1-RIPK3-MLKL signaling / J. Desai, S. V. Kumar, S.R. Mulay, L. Konrad, S. Romoli. Eur. J. Immunol., 2016, no. 46, p. 223. https://doi.org/10.1002/eji.201545605

Helal G.E. Effect of noise stress and/or sulpiride treatment on some physiological and histological parameters in female albino rats / G.E. Helal, F. Eid, M.T. Neama. The Egypt J. hospital med., 2011, vol. 44, p. 295.

Kesner E.E. Characteristics of mitochondrial transformation into human cells / E.E. Kesner, A. Saada-Reich, H. Lorberboum-Galski. Sci. Rep., 2016, no. 6, 26057. https://doi.org/10.1038/srep26057

Mantovani A. Neutrophils in the activation and regulation of innate and adaptive immunity / A. Mantovani, M.A. Cassatella, C. Costantini, S. Jaillon. Nat. Rev. Immunol., 2011, vol. 11, p. 519. https://doi.org/10.1038/nri3024

Moschonas I.C. The pathway of neutrophil extracellular traps towards atherosclerosis and thrombosis / I.C. Moschonas, A.D. Tselepis. Atherosclerosis, 2019, vol. 288, p. 9. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2019.06.919

Reeves E.R. Killing activity of neutrophils is mediated through activation of proteases by K+ flux / E.R. Reeves, H. Lu, R.T. Jacobs. Nature, 2002, vol. 416 (6878), p. 291. https://doi.org/10.1038/416291a

Romero L.M. Physiological stress in ecology: lessons from biomedical research. Trends in Ecology and Evolution, 2004, vol. 19, p. 249. https://doi.org/10.1016/j.tree.2004.03.008

Spees J.L. Mitochondrial transfer between cells can rescue aerobic respiration / J.L. Spees, S.D. Olson, M.J. Whitney, D.J. Prockop. Proc.Natl.Acad. Sci. U.S.A., 2006, vol. 103, p. 1283. https://doi.org/10.1073/pnas.0510511103

Yipp B.G. Infection-induced NETosis is a dynamic process involving neutrophil multitasking in vivo / B.G. Yipp, B. Petri, D. Salina. Nature medicine, 2012, vol. 18, p. 1386. https://doi.org/10.1038/nm.2847


Просмотров аннотации: 74
Загрузок PDF: 47
Опубликован
2024-04-30
Как цитировать
Deryugina, A., Ivashchenko, M., Metelin, V., Kovylin, R., & Ignatiev, P. (2024). ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЙТРОФИЛОВ ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ СТРЕССЕ У КОРОВ МЕТОДАМИ ЛАЗЕРНОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ И ЭЛЕКТРОННОЙ СКАНИРУЮЩЕЙ МИКРОСКОПИЙ. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 16(2), 11-27. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2024-16-2-1073
Раздел
Физиология человека и животных