Введение к работе
Актуальность проблемы. Репаративная регенерация млекопитающих является сложным многоступенчатым полинаправленным процессом, в основе которого лежит комплекс многочисленных биохимических, иммунологических и генетических механизмов, рассматриваемых в регенеративном процессе в качестве гомеостатических и регуляторных (Слепушкин В.Д. и др., 1988; Ченцова М.И., 1991; Воронкина И.В., 2003; Храмцов Ю.С., 2006; Калинская Н.С., 2009; и др.). Эти механизмы репаративной регенерации подвержены высокой изменчивости в онтогенезе, и восстановление поврежденных тканей протекает с различной интенсивностью (Одинцова И.А., 2004; Плечева Д.В., 2004; Лаврушина Е.Е., 2007; Мусина Л.А., 2009). В связи с этим очевидно, что для наиболее объективной оценки регенераторного потенциала, на тот или иной момент жизни, необходим учет, как можно большего перечня его критериев. Так, Казначеев К.С. (1999), Жижина Г.П. (2002), Цейликман О.Б. (2005), Калинская Н.С. (2009), Schulze-Osthoff et al. (1998) единодушны во мнении о необходимости комплексного подхода к оценке регенераторного потенциала не только с учетом степени морфофункциональной полноценности ткани, но и с учетом функциональной активности организма, заключающегося в контроле соотношения уровня пролиферативных процессов к уровню повреждения.
Большой интерес представляют возрастные колебания регенераторной активности организма. Зачастую объектом исследования являются дети в ранний детский, дошкольный и школьный период, так как именно в этом возрасте высока степень травматизации (Степанович В.В., 2004). Внимание исследователей также направлено на заключительный период онтогенеза, когда отмечается снижение интенсивности процессов метаболизма, что влечет за собой замедление процессов репарации во всех органах и тканях (Донцов В.И., 2000; Маркушин А.В., 2003; Курилов И.Н., 2007, 2009; Трофимов А.В., 2009).
Однако в доступной литературе, к сожалению, отсутствуют четкие сведения об активности репаративной регенерации и механизмах её регуляции на различных этапах репродуктивного периода, который является длительным и ответственным. Именно в этот период онтогенеза в организме отмечается высокая гормональная активность, поэтому к уровню физиологических и биохимических процессов, тесно связанных с морфологической полноценностью тканей, предъявляются повышенные требования (Хомулло Г.В., 1987; Слепушкин В.Д., 1988; Солопаев Б.П., 1990; Гололобов В.Г., 1997; Торчинов А.М., Ханукоева А.К., 2000; Илющенко В.Г., 2003; Калинская Н.С., 2009).
При этом важная проблема регенерации тканей высших млекопитающих и человека состоит в том, что она происходит довольно медленно и зависит от места локализации и глубины раневого дефекта (Лиознер Л.Д., 1972; Саркисов Д.С., 1993).
Несмотря на большое количество средств природного и синтетического происхождения, обладающих репаративными свойствами, интерес к этой проблеме остается высоким, так как существующие препараты не всегда достаточно эффективны. Не исключено, что данный факт может быть обусловлен использованием этих средств без учета особенностей регенерации и патогенеза раневого процесса в связи с возрастом и тяжестью повреждения.
Многие исследователи считают приоритетным использование средств из эмбриональных тканей млекопитающих, что обусловлено повышенным содержанием в них различных биологически активных веществ, способствующих стимуляции восстановительных процессов (Шумаков В.И. и др., 2002; Смирнов С.В., Кисилев И.В. и др., 2003). Однако наиболее эффективные средства, например, препараты на основе стволовых клеток и эмбрионально-плацентарных тканей являются дорогостоящими и эпидемически проблематичными (Плечева Д.В., 2004).
В то же время, имеются единичные сообщения об альтернативных регенеринстимулирующих средствах на основе эмбриональных тканей птиц (Попов Г.К. и др., 2006; Тимченко Л.Д. и др., 2007; Ржепаковский И.В. и др., 2008). Состав эмбриональных тканей птицы и сырьевых субстратов, полученных из нее в процессе технологической переработки, позволяет рассчитывать на высокую активность, безопасность и биосовместимость с организмом реципиента (ТимченкоЛ.Д. и др., 2001; Затона Е.Г., 2008; Сварич М.В., 2008). Однако пока еще мало препаратов на основе эмбриональной ткани птиц, а их потенциал и спектр влияния на показатели гомеостаза и регенераторной активности еще полностью не раскрыты.
Вышеизложенное обусловливает необходимость изучения изменчивости нормативных показателей регенерации в репродуктивном периоде онтогенеза, как на местном, так и на регуляторном уровне, в том числе для половозрелых белых крыс, используемых традиционно в качестве биологической модели для оценки влияния различных новых препаратов. Такие сведения являются фундаментальной базой этиопатогенетического подхода к поиску путей интенсификации репаративных процессов.
Целью исследования явилась комплексная оценка регенераторного потенциала и репаративных процессов в коже крыс репродуктивного периода онтогенеза, а также изучение репаративной регенерации под влиянием нового биологически активного препарата на основе эмбрионально-яичной массы при различных типах повреждения.
В соответствии с этим были определены следующие задачи:
1) исследовать особенности регенераторного потенциала и репаративной регенерации кожи, а также их регуляторных механизмов у белых крыс в репродуктивном периоде онтогенеза (с 5 до 18 месяцев);
2) оценить клинические показатели регенерации кожи у экспериментальных животных под влиянием нового биологически активного препарата «Биорегенерин-гель» при различных типах повреждения;
3) исследовать гистологические и цитологические показатели кожи белых крыс при репаративной регенерации с использованием нового биологически активного препарата «Биорегенерин-гель» при различных типах повреждения;
4) изучить динамику гематологических показателей при различных типах повреждения покровных тканей у белых крыс при применении биологически активного препарата «Биорегенерин-гель»;
5) изучить динамику уровня общего белка, его фракций, а также перекисное окисление липидов в крови у белых крыс при разных типах повреждения покровных тканей под влиянием нового биологически активного препарата «Биорегенерин-гель»;
6) изучить иммунологические и цитохимические показатели крови белых крыс при использовании нового препарата «Биорегенерин-гель» при различных типах повреждения кожи.
Научная новизна исследования. Впервые на основании комплекса гематологических, биохимических, цитохимических, цитологических и гистологических показателей определены параметры регенераторного потенциала у белых лабораторных крыс на разных этапах репродуктивного периода онтогенеза.
Установлен характер и подтверждена изменчивость непосредственных критериев репаративной регенерации кожи во взаимосвязи с динамикой морфофункциональных показателей организма, отражающих регуляторные механизмы регенерации. Выявлены сроки ее максимальной и минимальной активности в ходе репродуктивного периода онтогенеза, как в норме, так и при повреждении.
Дано этиопатогенетическое обоснование рационального выбора регенеринстимулирующих средств на основе комплекса показателей регенераторного потенциала и репаративной активности кожи, а также физиологических особенностей организма.
Впервые с учетом комплекса показателей (гематологических, биохимических, цитохимических, иммунологических, цитологических и гистологических) изучено и подтверждено регенеринстимулирующее влияние нового биологически активного препарата «Биорегенерин-гель» на основе эмбрионально-яичной массы, его универсальность вне зависимости от типа повреждения, а также определены перспективы его применения. Приоритетность выполненных исследований подтверждена патентом РФ № 2433171 «Способ получения биологически активной субстанции из эмбрионально-яичной массы для приготовления противоожоговой пластины и противоожоговая пластина на его основе».
Теоретическая и практическая значимость исследования. Установленные сведения о соотношении уровня митотической активности, апоптоза и некроза и выявленная коррелятивная зависимость этих критериев с показателями регуляторных механизмов регенерации кожи крыс, углубляют и расширяют представление о морфофункциональных особенностях и регенераторном потенциале кожи в репродуктивном периоде онтогенеза.
Показатели регенераторного потенциала, а также репаративной активности на разных этапах репродуктивного периода онтогенеза могут использоваться в качестве этиопатогенетической основы при целевом выборе препаратов для повышения уровня регенерации.
Расширен спектр знаний о влиянии препаратов на основе эмбриональных тканей птиц на интенсивность репаративного процесса.
Дано экспериментальное обоснование целесообразности применения нового биологически активного препарата «Биорегенерин-гель» в качестве перспективного регенеринстимулирующего средства при разных типах повреждения.
Эффективность применения препарата «Биорегенерин-гель» подтверждена на животных в участковой ветеринарной лечебнице № 2 г. Ставрополя.
Результаты исследования используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторных занятий по дисциплине «Биология развития и размножения» на медико-биолого-химическом факультете в Ставропольском государственном университете, на биолого-химическом факультете в Ставропольском филиале Московского государственного гуманитарного университета им. М.А. Шолохова, а также на кафедре анатомии, акушерства и хирургии ФГОУ ВПО Самарская ГСХА по дисциплинам «Хирургия», «Акушерство», «Гистология», и при проведении научных исследований. Внедрены в научно-исследовательской деятельности, практической работе и образовательной деятельности лаборатории биомедицины научно-исследовательского института биологии ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» (г. Ростов-на-Дону). Материалы диссертационной работы используются участковой ветеринарной лечебнице № 2 г. Ставрополя.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на ежегодных научных конференциях студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН (г. Ростов-на-Дону, 2007, 2008, 2009, 2010 гг.); на III Всероссийском конкурсе научных студенческих работ, посвященном 295-летию М.В. Ломоносова (г. Москва, МГУ им. Ломоносова, 2006 г.); на Всероссийском смотре-конкурсе научно-технического творчества студентов высших учебных заведений «ЭВРИКА-2007» (г. Новочеркасск, 2007 г.); на VI Международной научно-практической конференции «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (г. Астрахань, 2008 г.); на научной конференции «Университетская наука - региону» (г. Ставрополь, 2006, 2007, 2008, 2009, 2011 гг.); на международной научно-практической конференции, посвященной 30-летию ФГОУ ВПО КБГСХА им. В.М. Кокова (г. Нальчик, 2011 г.).
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Репаративная активность кожи на протяжении репродуктивного периода онтогенеза изменчива и отражает динамику регенераторного потенциала, установленного для крыс на основе комплекса морфофункциональных показателей кожи во взаимосвязи с уровнем физиологических процессов, регулирующих механизмы регенерации.
2. Новый биологически активный препарат «Биорегенерин-гель» на основе эмбрионально-яичной массы оказывает выраженное стимулирующее действие на репаративную регенерацию кожи и может быть использован при разных типах повреждений покровных тканей.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликована 21 работа, в которых в полном объеме отражено его содержание, в том числе 3 из них изданы в периодических изданиях из перечня ведущих рецензируемых научных журналов, утвержденных ВАК Министерства образования и науки России и рекомендованных для публикации основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени, а также получен патент РФ на изобретение.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 162 страницах компьютерного текста и состоит из содержания, введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 323 источника, в том числе 51 зарубежного автора. Диссертация иллюстрирована 26 таблицами, 32 микро- и макрофотографиями, 4 диаграммами.
