Введение к работе
. Актуальность проблемы. В ходе эмбрионального и пост-натального развития, во время регенерации или при развитии патологического процесса клеточные популяции различных органов и тканей претерпевают сложные и закономерные изменения, связанные с размножением клеток, их ростом, дийФеренцировкой и гибелью. Количественные характеристики этих процессов в различных тканях
- Продолжительность митотического цикла и отдельных его
периодов, соотношение проли$ерируших и вышедших из цикла клеток
и другие показатели кинетики клеточных популяций - являлись
предметом многочисленных исследований, значительная часть
которых проведена на печени ( Bucher, 1963; carrlere, 1969г
Полищук, 1983; Урываева, 1988). Популяция паренхиматозных клеток
- гепатоцитов - составляет более 80% массы печени. Важной
особенностью кинетики популяции гепатоцитов млекопитающих
является их полиплоидизация, которая начинается почти сразу
после рождения животного и продолжается в течение всей его жизни
Полиплоидные клетки встречаются в печени всех изученных видов
млекопитающих, однако наибольшего развития полиплоидия получила
у грызунов, у некоторых видов которых полиплоидные клетки могут
Составлять большую часть паренхимы печени и достигать высоких
степеней плоидности С Бродский, Урыв.аева, 1981; Gahan, Middleton,
1982).
Полиплоидизация гепатоцитов является следствием глубинных взаимоотношений процессов пролиферации и ди««ереццировки, протекающих . в клеточной популяции паренхиму печени и представляет собой один из вариантов клеточной пролиферации. Проли$еративная активность гепатоцитов, интенсивная в эмбриональном периоде развития, быстро снижается после рождения, и у взрослых крыс индекс меченых клеток составляет лишь. доли процента.Вследствие этого возможности авторадиограйического исследования кинетки клеточной популяции# постнатальной печени, ограничены лишь коротким временным интервалом, составляющим 2-3 нед после рождения животных. В печени человека, несмотря на относительно высокую скорость ее роста после рождения, проли-«еративная активность гепатоцитов находится на еще более низком уровне, чем в печени грызунов.
Пролиферация гепатоцитов может быть усилена путем повреждения печени, например, посредством частичной гепатэктомии.
Однако в случае нормального постнатального развития существующие в настоящее время методы исследования кинетики популяции гепатриитов оказываются малоэффективными из-за слабой проли-Феративной активности последних. Поэтому изменение уровней плоидности гепатоцитов в процессе постнатального развития являются Фактически единственным признаком, позволяющим судить о пролиФеративных процессах, протекающих в клеточной популяции. Количественные характеристики изменений в уровнях плоидности гепатоцитов содержат в неявном виде ценную информацию о кинетике клеточной популяции. Для получения этой информации необходимо примененить методы математического анализа.
Цель и задачи исследования. Цепью настоящей работы являлась разработка методов исследования и расчета кинетики слабо-пролиферирующих клеточных популяций на примере паренхимы печени млекопитающих в процессе постнатального развития.
Непосредственные задачи работы состояли в .следующем: 1. Разработать метод исследования кинетики слабопролиФе-рирующей клеточной популяции гепатоцитов млекопитающих в ходе постнатального развития.
2. Оценить гетерогенность клеточной популяции гепатоцитов по классам плоидности в разных долях печени крыс, а также гетерогенность суспензии клеток по классам плоидности, вносимую различными способами изоляции гепатоцитов.
3. Разработать «фотометрический метод измерения содержания
ДНК и 'Н-тимидиновоя метки в ядре одной и той же клетки.
4, Исследовать кинетику клеточной . популяции паренхимы
печени крысы и человека в процессе их роста и старения и опре
делить параметры этого процесса.
Научная новизна работы. Предложен метод исследования слабо-пролиферируюиих клеточных популяций паренхимы печени млекопитающих. Указанный метод, который использует данные о- частотах встречаемости гепатоцитов различных классов плоидности или данные по разведению аН-тимидиновой метки, позволил определить скорости переходов гепатоцитов из одного класса плоидности в другой и коэффициенты изменения их лролиферативной активности с увеличением плоидности в печени новорожденных и взрослых крыс. Показано, что по сравнению с новорожденными животными у взрослых крыс скорости переходов уменьшаются в 2-Ю раз в зависимости от типа перехода. У новорожденных животных митотическое размножение диплоидных гепатоцитов преобладает над их полиплоидизацией. У
взрослых крыс скорость образования двуядерных клеток, являющихся промежуточной стадией на пути образования полиплоидных гепато-цитов, значительно превышает скорость митотичвского размножения.
Впервые определены параметры, характеризующие проли«ера-тивные процессы в печени человека в разные периоды его жизни. Показано, что постнатальный рост печени человека осуществляется преимущественно за счет митотичвского деления диплоидных гепатоцитов. После рождения интенсивность проливвративных процессов быстро снижается и в периоде зрелости ( после 20 лет) находится на чрезвычайно низком уровне. Полиплоидия как «актор компенсаторного роста печени начинает играть заметную роль лишь после 50 лет, когда процессы полиплоидизации усиливаются по сравнению с периодом зрелости. Показано, что одноядерные полиплоидные клетки образуются преимущественно из двуядерных клеток. В период старения человека появляются прямые переходы 2с-*4с как ответ на усиление гибели клеток и атро$ию пвчени.
Научно-практическое значение работы. Результаты работы, характеризующие кинетику слабопроли«ерируюших полиплоидизи-рующихся клеточных популяций печени млекопитающих, особенно человека, имеют прежде всего теоретическое значение и могут быть использованы в курсах лекций ВУЗов медико-биологического профиля. Данные о кинетике полиплоидизации в нор'мальной печени человека могут быть использованы и.в клинической практике для диагностики различных заболеваний печени и отклонения в развитии. Метод расчета скоростей образования клеток разной плоидности может использоваться не только для паренхимы печени, но и для других клеточных популяция, в которых ; имеет место полиплоидизация клеток. Метод одновременного измерения содержания ДНК и эН-тимиднновой метки может найти применение в экспериментальных исследованиях ДНК-синтетической активности клеток.
Апробация работы. Основные результаты диссертации были доложены на viii Всесоюзном симпозиуме "Структура и $ункции клеточного ядра" (Путино, 1984), на її Рабочем . совещании "Прикладная цитохимия хроматина" (Ленинград,1985), на Научной кон«еренции молодых ученых Института 'цитологии АН СССР (Ленинград, 1987). В целом диссертационная работа апробирована на совместном научном семинаре Лаборатории мор$ологии клетки, Лаборатории цитологии опухолевого роста и Группы научно-методических основ цитодиагностики и биологического приборо-
строения Института цитологии АН СССР (С.Петербург, 1991).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из следующих разделов: введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения и выводов. Работа изложена на IЧI страницах машинописного текста, включая /2 таблиц и 20 рисунков. Список литературы содержит 235 работ.
