Введение к работе
Актуальность проблемы
Снижение репаративных возможностей тканей с возрастом является одним из характерных проявлений старения организма у большинства млекопитающих, включая человека (Yanai Н. et. al., 2011). Кроме того, некоторые возрастные заболевания, в частности сахарный диабет II типа, способствуют значительному замедлению регенеративных процессов и могут сопровождаться развитием длительно незаживающих ран (Menke N. et al., 2007). Механизмы развития подобных нарушений репаративной регенерации к настоящему времени остаются до конца не исследованными. Согласно современным литературным данным, активные формы кислорода (АФК) являются одним из важных элементов регуляции репаративных процессов в коже, оказывая воздействие на внутриклеточные пути передачи сигналов в различных типах клеток, участвующих в заживлении ран (Soneja A. et al., 2005; Sen С. К., Roy S., 2008; Schafer M., Werner S., 2008). При этом хроническое течение раневого заживления при старении и сахарном диабете сопровождается развитием окислительного стресса в зоне повреждения (Rasik A.M., Shukla А., 2000; James T.J. et al., 2003; Yeoh-Ellerton S., Stacey M.C., 2003). Кроме того, в различных экспериментальных и некоторых клинических исследованиях было показано, что как локальное, так и системное воздействие антиоксидантов, может стимулировать заживление кожных ран (Fitzmaurice et al., 2011). Таким образом, литературные данные указывают на то, что повышенное образование АФК способствует замедлению репаративных процессов.
Гиперпродукцию АФК рассматривают как один из механизмов развития многих признаков физиологического старения, а также возрастных патологий. При этом ключевую роль отводят АФК, которые образуются в электронтранспортной цепи митохондрий (Harman D., 1956; Papa S., Skulachev V.P., 1997; Droge W., 2002). Для изучения селективной роли митохондриальных АФК в различных биологических процессах применяют митохондриально-направленные антиоксиданты, состоящие из молекулы антиоксиданта, присоединенной к липофильному катиону (Burns R.J. et al., 1995; Антоненко Ю.Н. и др., 2008). Химическая структура подобных соединений позволяет им избирательно накапливаться в энергизованных митохондриях клеток и действовать в чрезвычайно низких концентрациях. Одним из наиболее перспективных митохондриально-направленных антиоксидантов для использования в экспериментах, проводимых на животных, является 10-(6'-пластохинонил) децилтрифенилфосфония - SkQl. Это обусловлено наличием широкого диапазона доз, в которых он проявляет антиоксидантное действие, а также его относительной химической стабильностью. Проведенные ранее исследования показали, что SkQl при длительном введении замедляет развитие целого ряда признаков старения у млекопитающих (мыши, крысы). Кроме того, данный антиоксидант оказывает защитное действие в различных моделях возрастных патологий (Skulachev M.V. et al., 2011). Однако изучение влияния SkQl на возрастное замедление репаративных процессов при заживлении
кожных ран ранее не проводилось. В настоящее время роль АФК митохондриального происхождения в развитии возрастных и патологических нарушений репаративной регенерации кожи остается мало изученной. Кроме того, в литературе отсутствуют работы, посвященные изучению влияния митохондриально-направленных антиоксидантов на процессы заживления ран in vivo, что обуславливает актуальность исследований в данной области.
Цель и задачи исследования
Целью настоящей диссертационной работы явилось исследование влияния митохондриально-направл енного антиоксиданта SkQl на репаративные процессы в коже на экспериментальных моделях физиологического и патологического заживления ран у животных.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
-
Исследовать влияние длительного перорального введения SkQl на репаративные процессы в полнослойных кожных ранах у старых мышей.
-
Изучить эффект длительного перорального введения SkQl на репаративные процессы в полнослойных кожных ранах на модели сахарного диабета II типа у мышей.
-
Охарактеризовать влияние перорального введения SkQl на динамику изменения клеточного состава инфильтрата в различных фазах асептического воспаления у мышей.
-
Исследовать эффект локального интрадермального введения SkQl на репаративные процессы в полнослойных кожных ранах у крыс.
Научная новизна работы
Впервые исследованы эффекты локального и системного воздействий митохондриально-направленного антиоксиданта SkQl на репаративные процессы в коже in vivo в различных моделях физиологического и патологического заживления ран у животных.
Впервые показано, что длительное системное воздействие SkQl препятствует развитию нарушений заживления кожных ран у стареющих (возраст 24 мес) мышей Fl(CBAxC57Bl/6), а также у мутантных мышей с признаками сахарного диабета II типа C57B1KS-Lep AT (db/db).
Впервые получены данные о том, что в различных моделях репаративной регенерации кожи и асептического воспаления введение SkQl подавляет нейтрофильную инфильтрацию зоны повреждения. Кроме того, в исследованных моделях заживления полнослойных кожных ран впервые показано, что SkQl при различных схемах введения ускоряет процесс формирования грануляционной ткани в зоне раневого дефекта.
Теоретическая и практическая значимость работы
Полученные экспериментальные данные указывают на важную роль митохондриальных АФК в регуляции репаративных процессов, а также в развитии возрастных и патологических нарушений заживления ран. Результаты
данной работы свидетельствуют о перспективности дальнейших исследований возможных механизмов действия митохондриально-направленных антиоксидантов на процессы репаративной регенерации тканей.
Результаты исследования могут стать основой для разработки фармацевтических препаратов на базе митохондриально-направленных антиоксидантов, предназначенных для профилактики и лечения нарушений репаративной регенерации кожи, как при физиологическом старении, так и при различных возрастных патологиях.
Апробация работы
Основные результаты и положения диссертации были представлены и обсуждены на XVII, XVIII и XIX международных научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2010, 2011, 2012); VIII Всероссийской конференции по патологии клетки (Москва, 2010); VII национальной научно-практической конференции с международным участием «Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека» (Смоленск, 2011); Всероссийской конференции «Регенеративная биология и медицина» (Москва, 2011); X международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Шевченковская весна 2012: биологические науки» (Киев, 2012); заседании кафедры клеточной биологии и гистологии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова (сентябрь 2012 г).
Публикации
По результатам диссертации опубликовано 12 печатных работ, из них статей в журналах, соответствующих перечню ВАК РФ - 3, тезисов докладов и материалов конференций - 9.
Структура и объем диссертации
