Введение к работе
Актуальность исследования
Для вызванного гипокинезией стресса характерна активация гипоталамо- гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГАС), проявляющаяся в продолжительном увеличении содержания циркулирующих
глюкокортикостероидов (Коваленко Е.А., Гуровский Н.Н.,1980). Известно, что высокой чувствительностью к действию глюкокортикостероидов (ГКС) характеризуются органы иммуногенеза и кроветворения (Горизонтов П.Д соавт., 1983; Дыгай А.М., Шахов В.П., 1989; Фролов Б.А., 1993; Волчегорский И.А. и соавт., 1999; Dhabar F et al., 1996; Sapolsky R et al, 2000; van den Brandt J et al., 2004). Поэтому характерные для гипокинетического стресса изменения клеточного состава в тимусе, костном мозге и селезёнке, могут иметь ГКС- зависимый характер. При этом ГКС могут индуцировать апоптоз в тимусе, селезёнки и костном мозге (Opferman J.T., Korsmeyer S.J., 2003). Кроме того ГКС способны влиять на перераспределение кариоцитов между органами системы крови. В частности вызванная ГКС инволюция вилочкой железы может быть связана с миграцией Т-лимфоцитов из тимуса в костный мозг, с последующим формированием там «лимфоидного пика» (Дыгай А.М., Шахов В.П., 1989). Характерная стрессорных воздействий мобилизация нейтрофильных гранулоцитов из костного мозга также регулируется ГКС (Горизонтов П.Д.и соавт., 1983; Цейликман В.Э.,1998). ГКС в органах кроветворения и иммуногенеза регулируют не только клеточный состав, но и процессы свободно-радикального окисления. На молекулярном уровне это проявляется в регуляции NF-kB сигнального пути (Sapolsky R. et al., 2000). Известно, что действие этого транскрипционного фактора сопряжено с активацией процессов свободно-радикального окисления (Morel A. et al., 1999). Кроме того, ГКС регулируют активность прооксидантных и антиоксидантных ферментов, таких как - НАДФН-оксидаза, ксантиноксидаза ,СОД, каталаза (Vallelian F, et al.,2010). Важно отметить, что активация свободно- радикального окисления наблюдается при ГКС-индуцируемом апоптозе в тимусе. Между тем, при стрессе, активация апоптоза рассматривается в качестве основного механизма развития гипоплазии вилочковой железы (van den Brandt J et al.,2004 ; Цейликман О.Б. и соавт.,2005). Кроме того появились сведенья о способности продуктов свободно-радикального окисления влиять на чувствительность клеток к ГКС (Crousin N et al., 2007). В связи с этим представляется уместной изучение роли двух основных звеньев свободно - радикального окисления - липопероксидации и окислительной модификации белков в регуляции ГКС-зависимых эффектов гипокинетического стресса в органах кроветворения и иммуногенеза. Так как, ГКС относятся к гормонам пролонгированного действия (Тепперман Дж., Тепперман Х., 1989) представляется целесообразным изучение зависимости ГКС-зависимых эффектов на органы кроветворения и иммуногенеза в зависимости от продолжительности гипокинетического стресса. Для этого целесообразно экспериментальное моделирование односуточной и трёхсуточной гипокинезии, так как в этот период в меньшей степени, чем при более поздних сроках воздействия выражены и в большей степени выражена активация ГГАС (Zorbas Y.G., 2000 ). В связи с тем, что ГКС играют важную роль в адаптации организма к последующим стрессорным эпизодам (Sapolsky R et al.,2000), необходимо изучить влияние предварительного гипокинетического стресса на чувствительность клеточного состава, а также липопероксидации и карбонилирования белков к экзогенному ГКС. Для моделирования ГКС-зависимых изменений в органах кроветворения и иммуногенеза целесообразно использовать кеналог, так, как вследствие его пролонгировангированного действия на вилочковую железу и селезёнку, в них происходит непрерывно нарастающая гипоплазия (Волчегорский И.А. и соавт., 2000).
Цель работы
Изучить соотношение между продолжительностью острого гипокинетического стресса и выраженностью глюкокортикостероид - зависимых изменений клеточного состава и свободно-радикального окисления в органах кроветворения и иммуногенеза.
Задачи исследования
-
Изучить клеточный состав в тимусе костном мозге и в селезёнке в течении первых 24 часов после завершения гипокинетического стресса
-
Изучить клеточный состав, в тимусе, селезёнке и костном мозге через 120 часов после завершения односуточной и трёхсуточной гипокинезии.
-
Исследовать влияние предварительной 1 суточной гипокинезии на глюкокортикостероид-зависимые изменения клеточного состава в тимусе, селезёнке и костном мозге
-
Исследовать влияние предварительной 3 суточной гипокинезии на глюкокортикостероид - зависимые изменения клеточного состава в тимусе, селезёнке и костном мозге.
-
Исследовать влияние односуточной и трехсуточной гипокинезии на глюкокортикостероид-зависимые изменения свободно-радикального окисления в тимусе, селезёнке и костном мозге.
-
Исследовать влияние предварительного гипокинетического стресса на глюкокортикостероид-зависимые изменения свободно-радикального окисления в тимусе, селезёнке и костном мозге.
Научная новизна исследования
Впервые получены данные, характеризующие соотношение между количеством кариоцитов в тимусе, в селезёнке, в костном мозге и процессами свободно-радикального окисления непосредственно, а также через 24 и 120 часов после завершения односуточной и трёхсуточной гипокинезии. Установлено, что в момент прекращения односуточной и трёхсуточной гипокинезии, а также через 24 часа после ее завершения гипоплазия костного мозга и селезёнки связана со снижением количества нейтрофильных гранулоцитов и увеличением окислительной модификации белков. Обнаружено, что гипоплазия вилочковой железы развивается непосредственно после завершения односуточной и трёхсуточной гипокинезии и сохраняется через 120 часов после завершения воздействия. Установлено, что при введении экзогенного глюкокортикостероида на фоне предшествующего одно- и трехсуточного гипокинетического стресса, купируется глюкокортикостероид - зависимое увеличение содержания лимфоцитов в костном мозге и ограничивается супрессия эритропоэза. Установлено, что предварительная односуточная гипокинезия приводит к повышению чувствительности вилочковой железы к гипоплазирующему действию экзогенного глюкокортикостероида за счёт угнетения пролиферации и усиления апоптоза. Обнаружено, что в костном мозге, тимусе и селезёнке в ответ на введение экзогенного глюкокортикостероида снижалось карбонилирование белков при одновременном угнетении липопероксидации. Показано, что предварительная односуточная и трёхсуточная гипокинезия отменяла глюкокортикостероид - зависимое угнетение окислительной модификации белков в костном мозге и в тимусе и усиливало в селезёнке.
Теоретическое и практическое значение
Полученные результаты уточняют механизм влияния глюкокортикостероидов на клеточный состав органов кроветворения и иммуногенеза при гипокинетическом стрессе. На основе полученных результатов обосновано представление о карбонилировании белков в органах кроветворения и иммуногенеза как о биохимическом маркёре их чувствительности к глюкокортикостероидам. Результаты исследования могут быть использованы при разработке новых подходов к коррекции стресс-индуцированных изменений гемопоэза и иммуногенеза.
Положения, выносимые на защиту
-
-
Увеличение продолжительности гипокинетического стресса с 24 часов до трёх суток увеличивает выраженность гипоплазии и снижает уровень свободно-радикального окисления в вилочковой железе и в селезёнке.
-
Увеличение продолжительности гипокинетического стресса с 24 часов до трёх суток снижает чувствительность тимуса и костного мозга к гипоплазирующему действию экзогенного глюкокортикостероида.
3. Предварительная гипокинезия усугубляет глюкокортикостероид - зависимое снижение карбонилирования белков в селезёнке и предупреждает его развитие в костном мозге и в вилочковой железе.
Апробация работы
Материалы диссертации были доложены на Всероссийской конференции «Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии», посвященной 80-летию со дня рождения профессора Р.И.Лифшица (Челябинск, 2009); X съезде иммунологов Урала (Челябинск, 2011), на Всероссийской научно-практической конференции «Медицинская биохимия и клиническая лабораторная диагностика в аспекте модернизации системы научных исследований» (Омск, 2011), на VII Всероссийской конференции с международным участием «Иммунологические чтения в Челябинске» (Челябинск, 2012).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них 5 - в рецензируемых журналах по перечню ВАК Минобразования РФ (Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова; Российский иммунологический журнал; Вестник уральской медицинской академической науки; Омский научный вестник).
Объем и структура диссертации
Похожие диссертации на Изменения клеточного состава и свободно-радикального окисления в органах кроветворения и иммуногенеза при введении экзогенного глюкокортикостероида на фоне гипокинетического стресса
-
