Введение к работе
Актуальность исследований. Изучение путей эволюционной адаптации зснвых организмов к силе тязессти имеет многовековую историю. Вместе с тем, в последние десятилетия в связи с освоением космического пространства появились новые аспекти отой проблеїш, которые заключаются не только в теоретическом осмыслении роли гравитационного фактора в эволюции гнзни на Земле, ко и в практической необходимости изучения механизмов влияния измененной силы тяжести, главным образом іспсрогравитации. на яивые енстеїш различных уровней организации. В центре внимания к этой проблеме находится клетка.
к настоящему времени имеется достаточно экспериментальных данных, подтвсрздаюЕ5іх, что изменение направления и величины вектора силы тягести оказывает влияние на структурно-функциональные и поведенческие характеристики клеток. функционирук^х в культурах in vivo и in vitro. Однако, конкретные механизмы происходящих процессов до сих пор не ясны: обусловлены ли эти структурно- функциональные перестройки опосредованным влиянием гравитационного фактора через изменения фізико- хімічсских параметров внешней среда (Парфенов. 1988) или еє в ряде случаев мы имеем дело с последствиями прямого влияния измененной силы тяжести на клетку как биомеханическую конструкция Шасе, 1983. Kcsland,1987. Таирбеков,1990). Удобной и наиболее информативной моделью при изучении гравитационных эффектов на клеточном уровне является культура (в прнроде-популяция) свободноззівущіх одноклеточных организмов- Protozoa, которые представляют собой пшые системы, находящиеся одновременно на клеточном, организиениом и популяционном уровне организации (Greli. 1S68). Именно на этих системах было получено подавляючеє больпинство данных, свиде-тельствукпзх об изменениях морфо-функцискалыюго статуса и поведенческих характеристик клеток в условиях гипер-, гипо- и кнк-рограватации (Planel et al., 1983, Tlxador et al.. 1984, Richoil-ley et al., 1986.1988, Габова. 1990. Таїфбеїсов, 1995). Более того, простейте, в частности. іїнОузоріпі отряда Karyorelictlda, нмею-г?!е специализированный гравирецєптор. - один из основных объектов для изучения гюлехулярных кеханизкоз иосирнятая и реализации
- г -
гравитационного стимула на клеточном уровне. Недавние исследования (Henmersbach- Krause et al..1990.19Э2. Machemer et al.,1992) показали, что ориентация простейших в поле силы тяжести происходит в результате активной переработки информации в клетке с помощью системы внутриклеточной сигнализации.
В лаборатории гравитационной биологии ИМБП, где выполнена данная работа, накоплен большой экспериментальный материал, свидетельствующий о существенных изменениях физиологического состояния культур различных свободноживущих одноклеточных организмов в поле измененной силы тяжести (Таирбеков с со-авт..1991.1992, Таирбеков. Габова. 1992). На различных типах простейших, отличающихся по размерам, массе, форме, темпам деления, уровню обмена веществ и поведенческим характеристикам, выявлены общие закономерности происходящих в них изменений в условиях гипер-, гипо- и микрогравитации. На основании имеющихся экспериментальных данных и теоретических положений авторами была выдвинута гипотеза о приоритете эколого- физиологических характеристик клеток над морфологическими при реализации клеточных механизмов гравичувствительности.
Целью настоящей работы было получение новых экспериментальных данных о структурно- функциональных особенностях до сих пор не изученных в условиях измененной силы тяжести одноклеточных организмов, занимающих промежуточную экологическую нишу в широком диапазоне распределения свободноживущих простейших.
На основании полученных результатов предполагалось расширить видовой состав представителей одноклеточных организмов, подчиняющихся выявленным закономерностям их функционирования в условиях измененной силы тяжести и окончательно сформулировать гипотезу о ведущей роли эколого- физиологических характеристик клеток в процессах восприятия и реализации гравитационного стимула.
Поставленная цель достигалась решением следующих основных задач: 1. Изучением основных морфо- функциональных характеристик (формы, размеров, темпов клеточного деления, динамики роста популяций и других физиологических процессов ) у двух одноклеточных организмов -инфузорий Bursarla tnmcatella и Dlleptus anser в лабораторных экспериментах в условиях гипергравитации и при
моделировании некоторых эффектов невесомости с использованием, соответственно, центрифуга и клиностата. 2.Сравнительным анализом результатов конкретной работы с экспериментальными данныии. полученными в нашей лаборатории, и имеющимися в литературе для обосновшшя обЕціх закономерностей Оункционирования одноклеточных организмов в полз измененной силы тяжести.
Научная новизна работы. Впервые изучены основные структурно-функциональные характеристики одноклеточных организноз В. tnmcatella н D.anser в условиях пшер- и пгаогравитацин. усовершенствованы методы культивирования этих организмов для целей проведения лабораторных (наземных) и полетных (в космосе) экспериментов. Доказана необходимость их использования каїс перспективного модельного объекта гравитационной бнолопм. На основании полученных экспериментальных данных выявлено существование обгзх закономерностей поведения культур одноклеточных организмоз в поле силы тяяести и окончательно сформулирована рабочая гипотеза о прямой зависимости степени гравичувствнтелыюсти клеток от уровня их функциональной активности и экологаческих особенностей обитания.
Научно- практическая зиачшэдсть работы. Результаты экспериментальных исследований, выполненных в рамках диссертационной работы, и проведений теоретический анализ позволяет заметно расширить нага знания о механизмах влияния сипы тязестн на клеточном уровне. Вместе с тем, полученные данные кмент практическую ценность, т.к. могут быть использовали для оптимизации параметров культивирования однохлеточных организмов и совершенствования бкотеягалогических процессов как на земле, так и в космосе. Очевидно, что выявленное нами закономерности долаш быть учтена при разработке и создании систем биологического зизиеобес-печзішя в перспективных космических летательных аппаратах.
Осповіше положения, вкиосгашс на затиту. 1. Условия гппергравитацж! (в диапазоне от 2 до 5g) приводят к характерним некенєкием джсіїнхи роста популяций одноклеточных организмов В.truncatella и D.anser. После непродолжительного периода стимуляции происходит устойчивое снязекие скорости роста культур. Условия клиностатировашш не схазкваат заметного воз-дзйстгня иа характер ягисгаяш роста этих организгюз.
-
Гравитационная чувствительность изученных организмов зависит от физиологического состояния культур: а. "молодая" (генетически обновленная) популяция В.truncatella проявляет большую чувствительность к изменению величины и направления вектора силы тязес-тн. б. культуры с высокими темпами деления клеток проявляет больвую зависимость динамики роста от величины силы тяжести.
-
Рост і: развитие культур В. truncatella и D.anser подчиняются общим закономерностям функционирования свободноштуцах одноклеточных организмов в условиях гипер- и гапогравитацни.
Апробация работы и публикации. Результаты работы обсуждены на X Конференции по космической биолопш и авиакосмической медицине, Москва, 1994; на 30-и сессии C0SPAR, Гамбург, 1994 и на заседании Всероссийского протозоологического общества, С.-Петербург. 1995. Апробация работы состоялась 15 августа 1995г. на мехотдельском научном семинаре подразделения 2 ГНЦ РФ- Института кеджо- биологических проблем.
По теме диссертации опубликовано 4 работы.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста, содергит 16 графпкоз, 12 таблиц и состоит из введения, обзора литературы, результатов собственных исследований, обсуждения, заключения, выводов и указателя литературы, включающего 168 названий работ отечественных и зарубежных авторов.
![Клинико-патогенетическое обоснование методики оценки тяжести состояния у пострадавших с тяжелой травмой в динамике травматической болезни [Электронный ресурс]](/i/i/4364/199442.png "Клинико-патогенетическое обоснование методики оценки тяжести состояния у пострадавших с тяжелой травмой в динамике травматической болезни [Электронный ресурс] Суворов Василий Вячеславович")
