Введение к работе
Актуальность проблемы
В настоящее время уже выяснены многие закономерности и механизмы южного и многостороннего процесса старения. Репарация ДНК в клетках тесно іязана с процессами ее синтеза и митозом, причем эта связь основывается на іинстве ферментативных систем, участвующих в различных актах «недеятельности клетки, репликации ДНК, рекомбинации, репарации и других, громное значение синтеза ДНК для стареющих клеток подтверждается опытами, в торых продолжительность жизни культуры клеток ткани увеличивалась под ійствием факторов, стимулирующих синтез ДНК и деление клеток (Красильников А, 1990; Dimri С, 1996).
После прохождения клетками митотического цикла, периодов роста, іфференцировки и осуществления ими специфических функций жизненный цикл іканчивается их старением, за которым в конечном счете наступает разрушение и бель. При этом процессы, определяющие старение, неразрывно связаны с ютивоположно направленным процессом - восстановлением утраченных и іврежденньїх структур, или клеточной регенерацией. Единство этих двух явлений, »-видимому, и определяет исход жизненного цикла клетки, а также интерес следователей к клеточному уровню развития возрастных изменений и (генераторных процессов в организме.
Показано (Hayflick L.,1980), что на уровне клеток имеются определенные раничения числа клеточных делений. При этом существует обратная связь между ізрастом донора клеток и потенциалом удвоения клеточной популяции в опытах in го. При серийной трансплантации нормальных (не опухолевых) клеток in vivo погано, что клетки старых организмов обладают ограниченной репликативной юсобностью. Обнаружено наличие положительной корреляции между гадолжительностью жизни вида и потенциалом удвоения клеточной популяции.
Однако поведение единичной клетки или группы клеток в стареющем организме язано не только с первичными изменениями и повреждениями в самой клетке, а висит от межклеточных взаимодействий различного уровня, которые запускают іедсуществующие внутриклеточные механизмы (Бутенко Г.М., 1990). В культуре же ани полностью исключаются или значительно искажены влияния на клетки со ороны регулирующих систем организма, тогда как возрастные изменения акционирования тканей in vivo всегда несут на себе отпечаток регуляторных здействий со стороны организма (Красильников М.А., 1.990; Ястребов А.П. и др., I97; Macieira-Coelho А.,1995).
Несмотря на значительное число исследований, посвященных изучению ізрастньїх особенностей пролиферативных процессов в различных органах, общие едставления о их течении в органах до сих пор не сложились. В тоже время, итывая изменения реактивности организма с возрастом, в его регулирующих стемах, непосредственно в клетках и тканях этот вопрос может играть ключительное значение в понимании механизмов развития возрастной инволюции. ;нако при анализе многочисленного накопленного материала оказалось трудно
дать однозначный ответ на вопрос о том, падает или повышается с возрастем восстановительная способность у млекопитающих и сформировалось мнение, чт< какого-либо общего правила, приложимого ко всем тканям и органам скорее всего ні существует (Сидорова В.Ф., 1976). Анализ современных работ, показывает, что часті исследователей при возрастной инволюции организма обнаруживает снижени< синтетических и пролиферативных процессов в различных органах и тканях (Данило! Р.К. идр.,1997; ЗуфаровК.А.,1984; Саркисов Д.С. и др., 1990; ТодрияТ.В.,1992; Blake D.,1997; Burns Е.,1994; Chen S., 1995; Engwerda C.R.1996; Higami Y.,1997; Haratake A.,1997; Haynes L.,1997; Kato H.,1995; Proust J.J.,1996; Pollak C, 1997; Tanafc H,1996; Tanno M.,1996; Taguchi T.,1996; Vaziri H.,1996 и др.)
Другие исследователи с увеличением возраста обнаружили активации пролиферативных процессов или отсутствие изменений этого показателя (Кудрявцеї Б.Н., и др., 1991; Solmi R.,1996; Nijhuis Е., 1994 и др.), стимуляцию активності эндомитоза (Бродский В.Я., 1995;. Саркисов Д.С. и др., 1990; Северин М.В., 1993 Кодолова ПИ,1997; Basso А.; 1996 идр.).
Таким образом, до настоящего времени нет единого мнения в вопросе о том, каї изменяется с возрастом восстановительная способность у млекопитающих, какие особенности этих процессов появляются в организме при возрастной инволюции нг фоне действия экстремальных факторов, остается также неясным и роль отдельны; регуляторных механизмов в обеспечении пролиферативных процессов в органах t этих условиях.
Все изложенное выше и явилось основанием для постановки основной цели I задач настоящего исследования:
Цель исследования. Изучить состояние пролиферативных процессов в тканя; в условиях возрастной инволюции организма при действии экстремальных факторов.
Задачи исследования:
1. Исследовать возрастные особенности состояния пролиферативных процессої в органах с разной скоростью клеточного обновления.
2.0характеризовать возрастные особенности состояния пролиферативньв процессов при экстремальных воздействиях на организм.
3. Сопоставить вклад различных способов клеточной регенерации в изменение
состояния регенераторных процессов в тканях в условиях возрастной инволюцм
организма.
4. Выявить возрастные особенности прохождения клетками митотическогс
цикла, его временных параметров и механизмы изменений состояни!
пролиферативных процессов.
5. Оценить морфо-функциональное состояние клеточной популяциі
микрорайона (тучных и лимфоидных клеток) в тканях с различной интенсивностьк
течения процессов регенерации.
-
Исследовать возрастные особенности морфо-функционального состояниі тучных и лимфоидных клеток.
-
Выяснить роль тучных клеток в обмене биологически активных веществ I тканях (гепарина и гистамина) и изменении состояния регенераторных процессов ! тканях.
8. Изучить роль лимфоидных клеток в регуляции регенераторных процессов в
условиях возрастной инволюции организма.
9. Исследовать возможности коррекции возрастных изменений состояния
регенераторных процессов при применении геропротекторов и веществ, влияющих
на функциональную активность лимфоидных и тучных клеток.
Научная новизна.
В работе впервые дана качественная и количественная оценка состояния пролиферативных процессов в тканях при возрастной инволюции, что позволило выявить закономерности их изменений в различных органах. Показано, что при старении во всех изученных органах в тканях снижается активность пролиферативных процессов, обеспечиваемых делением клеток митозом. При наличии еще одного способа клеточной регенерации в ткани - зндомитоза во всех случаях при старении обнаружена стимуляция последнего, что сопровождается усилением процессов полиплоидизации. Угнетение процессов клеточного деления в тканях определяется замедлением выхода клеток в митотическии цикл и не связано с изменением скорости прохождения синтетического периода. В органах, имеющих среди способов регенерации эндомитоз, при старении организма обнаружена задержка клеток в премитотическом периоде цикла, что сопровождается развитием полиплоидизации их ядер. Впервые показано, что среди источников поступления кислых гликозаминогликанов (кГАГ) в основное вещество ткани наибольшее значение имеет тучная клетка. При этом они располагаются преимущественно у генеративных зон органов. Обнаружена прямая связь числа тучных клеток и активности состояния процессов физиологической регенерации в органе. При индукции регенераторных процессов тучные клетки обеспечивают определенный баланс биологически активных веществ (гистамина и гепарина) в основном веществе ткани, изменение в котором связано со стадийностью развития пролиферативного ответа. Получены новые данные о значительном увеличении представительства и стимуляции активности морфо-функционального состояния тучных клеток в органах при возрастной инволюции организма и на фоне снижения активности процессов клеточного деления. При этом не обнаружено изменений в расположении тучных клеток. Впервые установлена возрастные особенности проявления морфогенетической функции лимфоцитов в системе адоптивного переноса. Показана принципиальная возможность коррекции возрастных изменений состояния пролиферативных процессов. Установлены возрастные особенности изменения морфо-функционального состояния тучных и лимфоидных клеток при развитии патологического процесса и индукции регенерации в печени (больные хроническим гепатитом) и коже (больные атопическим дерматитом).
Теоретическая и практическая значимость работы.
Разработана и обоснована концепция об особенностях состояния пролиферативных процессов в органах и тканях в условиях возрастной инволюции организма. Для это были проведены комплексные исследования позволяющие качественно и количественно оценить динамику изменений процессов клеточного деления (митоз), полиплоидизации (эндомитоз) и внутриклеточной регенерации (клеточная гипертрофия).
Обнаружены новые закономерности представительства клеточных компонентов микрорайона (тучных и лимфоидных клеток) при старении организма. Выявленная корреляция .между числом, функциональной активностью тучных клеток и лимфоцитов и состоянием регенераторных процессов в тканях позволяют сделать вывод о несомненном их участии в механизмах старения ткани.
Применение экспериментальных моделей индуцированной регенерации и воздействия экстремальных факторов на организм позволили определить значение изменений морфо-функционапьного состояния тучных и лимфоидных клеток, их участие в поддержании определенного взаимоотношения между гистамином и гепарином в основном веществе микрорайона ткани в динамике развития пролиферативного ответа.
Обоснована возможность коррекции возрастных изменений состояния пролиферативных процессов при использовании веществ, изменяющих морфо-функциональное состояние тучных и лимфоидных клеток.
Установленные закономерности изменений в клеточном компоненте микрорайона позволили оценить его роль при развитии патологических процессов в коже больных атопическим дерматитом, печени больных хроническим гепатитом, узловых образованиях^ щитовидной железы, раке молочной железы, у больных с гемобластозами.
Результаты проведенного исследования внедрены и используются в практике работы Уральского научно-исследовательского института венеро-дерматологии и иммунопатологии МЗ РФ (Директор - д.м.н. Н.В.Кунгуров), Межрегионального детского онко-гематологического центра (зав. центром - Л.Г.Фечина), Городского гастро-энтерологического центра (зав. центром - Э.А.Максимова), Городского маммологического центра (зав. центром - к.м.н., доцент С.М.Демидов), Городского эндокринологического центра.
Результаты - работы используются при обучении студентов в курсах "Патологическая физиология", "Гистология человека", "Клиническая лабораторная диагностика", "Внутренних болезней", "Онкология" на соответствующих кафедрах Уральской государственной медицинской академии (ректор - Заслуженный деятель науки РФ, академик РАЕН, доктор медицинских наук, профессор А.П.Ястребов), на кафедре физиологии животных Уральской сельскохозяйственной академии (зав.курсом - д.в.н., профессор Н.В.Садовников).
Апробация работы и публикации.
По теме диссертации опубликовано 86 работ.
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-практических конференциях (Екатеринбург, 1994,1995,1996,1997, 1998,1999); конференции патофизиологов Урала "Системные и клеточные механизмы адаптации организма к действию повреждающих факторов" (Челябинск, 1991); Первом международном конгрессе патофизиологов (Москва, 1991); 5 Европейском конгрессе патофизиологов (Будапешт, 1993); международной конференции "Атопический дерматит у детей" (Екатеринбург, 1994); 3 Международной конференции по компьютерной цитологии и гистологии (Чикаго, 1994); научно-практической конференции "Проблемы медицинской реабилитации населения, подвергшегося радиационному воздействию" (Екатеринбург, 1994); научно-практическом совещании
и научно-практической конференции "Перспективы развития специализированной медицинской помощи детям с дерматозами" (Сочи, 1994); Международной научно-практической конференции "Радиационная безопасность и защита населения" (Екатеринбург, 1995); I Российской гастро-энтерологической неделе (Москва, 1995); научной конференции "Вопросы онкологической помощи на этапе реформирования здравоохранения" (Екатеринбург, 1996); научно-практической конференции "Актуальные вопросы современной медицинской науки и здравоохранения" (Екатеринбург, 1996); III Всероссийском съезде гематологов и трансфузиологов (Санкт-Петербург, 1996); Межобластной научно-практической конференции 'Актуальные проблемы геронтологии и гериатрии" (Екатеринбург, 1997); научной сессии "Актуальные вопросы современной медицинской науки и здравоохранения" [Екатеринбург, 1998); научно-практической конференции "Актуальные вопросы педиатрии и хирургии детского возраста, анестезиологии и реаниматологии" [Екатеринбург, 1998); Юбилейных Пашутинских чтениях "Клиническая медицина, эеабилитация и патофизиология" Санкт-Петербург, 1999). По материалам писсертации сделаны сообщения на заседаниях Уральского отделения общества іатофизиологов, на совместном заседании кафедр патологической физиологии, истологии, биохимии, клинической лабораторной диагностики, Центральной научно-исследовательской лаборатории Уральской государственной медицинской академии [1999).
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложена на 372 машинописных страницах и состоит из введения, збзора литературы, описания материалов и методов исследования, трех глав яэбственных исследований, общего заключения, выводов и списка литературы, эключающего 352 отечественных и 259 иностранных источников. Работа мілюстрирована 83 таблицами и 7 рисунками.
Похожие диссертации на Особенности состояния пролиферативных процессов в условиях возрастной инволюции организма
