Введение к работе
Актуальность темы. Изучение механизмов гибели клеток по типу апоптоза или «программированной клеточной гибели» стало в последние годы одним из стержневых направлений биологии клетки, особенно иммунологии и биологии развития. К настоящему времени установлено, что апоптоз играет важную роль в различных биологических процессах, включая дифференцировку, развитие и созревание клеток (Clapp C., Portt L. et al., 2012). В течение эмбрионального и фетального развития огромное число клеток удаляются путем апоптоза (Joaquin A.M. et al., 2001; Bailly A., Gartner A., 2013). Этот процесс распространен и в пределах иммунной системы.
Апоптозу принадлежит роль и в развитии процесса старения (Зайнуллин В.Г., Москалев А.А., 2000, 2001; Krabbe et al., 2004; Huang H et al., 2005; Fulle S., Centurione L., Mancinelli R. et al., 2012). К старости организм утрачивает способность адекватно реагировать на сигналы апоптоза, что приводит к развитию различных патологий, однако, увеличение гибели клеток, необходимо для нормальной жизнедеятельности организма (Суханова Г.А., Акбашева О.Е., 2006). Исследования последних лет показали, что патогенез многих болезней, в том числе рака, лейкозов и вирусных инфекций, связан с неспособностью клеток запускать механизм апоптоза (Ryoo H.D., Begmann A., 2012). Такие болезни, как СПИД, остеопороз, апластическая анемия, напротив, связаны с повышенной способностью клеток к апоптозу (Favaloro B., Allocati N., Graziano V. et al.,2012). В настоящее время доказана прямая связь между нарушением регуляции апоптоза и заболеваниями иммунной системы.
В последние десятилетия накоплен большой опыт в изучении механизмов апоптоза различных клеток, однако вопрос о гибели клеток белой крови на поздних этапах онтогенеза изучен не полностью. Известно, что процессы апоптоза и старения взаимосвязаны, и влияние на один из них влечет изменение другого. Однако недостаточная изученность и отсутствие точного представления о механизмах регуляции апоптоза клеток белой крови при старении и влиянии на этот процесс свободнорадикального окисления, не дает возможность полноценно использовать антиоксиданты как геро- и стрессопротекторы в клинической гериатрии. В связи с этим представляется актуальным исследовать механизмы регуляции апоптоза клеток белой крови при старении, и эффекты антиоксидантов в контроле и при стрессе у животных разного возраста.
Накопление продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в тканях организма является одним из пусковых сигналов развития апоптоза (Gorotti A.W., 1998). Благодаря накопленным за последние десятилетия данным, представления о механизмах свободнорадикальных реакций, их месте и роли в жизни отдельных клеток и целостного организма складываются в гармоничную свободнорадикальную теорию (Harman D.,1956,1994, 2006). Эта теория раскрывает не только уже известные положения о роли процессов ПОЛ при стрессе, различных токсических воздействиях, при развитии многих заболеваний, но и физиологически необходимые свойства активных форм кислорода и его продуктов, их влияние на липиды мембран (Зенков Н.К., Меньщиков Е.Б. и др., 1993; Brennan L.A., McCreal R.S., Kantorow M., 2012)
Известно, что старение организма сопровождается усилением свободнорадикальных процессов. С возрастом происходит снижение содержания витаминов–антиоксидантов в организме (Jargar J.G., Hattiwale S.H. et al., 2012), что служит веским основанием для применения их в медицинской практике (Ланкин В.З., Техазе А. К., Беленков Д.Н., 2001; Хавинсон В.Х. и др., 2003). Эти вещества вызывают большой интерес, так как способны влиять на интенсивность апоптоза и свободнорадикальные процессы.
Попытки изучить по данным литературы возрастные изменения апоптоза элементов белой крови под действием различных факторов, в том числе при интенсификации свободнорадикального окисления (СРО), привели нас к выводу, что этот вопрос исследован недостаточно.
Цель данного исследования - изучить протекторное действие антиоксидантов различной природы (природного - -токоферола и синтетического - эмоксипина) на физиологический и стресс-индуцированный апоптоз клеток белой крови, и интенсивность свободнорадикальных процессов у лабораторных животных на разных этапах онтогенеза.
Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:
1. Выявить особенности физиологического апоптоза нейтрофилов и лимфоцитов у молодых и старых лабораторных животных - мышей и крыс.
2. Изучить влияние иммобилизационного и гипогидратационного стресса на уровень апоптоза нейтрофилов и лимфоцитов, изменения лейкоцитарной формулы, интенсивность перекисного окисления липидов плазмы крови и печени, а также степень перекисного гемолиза эритроцитов у лабораторных животных и их особенности при старении.
3. Изучить влияние природного антиоксиданта - -токоферола и синтетического антиоксиданта - эмоксипина на динамику апоптоза нейтрофилов и лимфоцитов, интенсивность перекисного окисления липидов плазмы крови, печени и степень перекисного гемолиза эритроцитов у мышей и крыс разных возрастных групп.
4. Изучить влияние стресс-протекторного эффекта -токоферола и эмоксипина в условиях стресса на уровень апоптоза нейтрофилов и лимфоцитов, интенсивность ПОЛ плазмы крови, печени и степень ПГЭ у мышей и крыс на этапах онтогенеза.
Научная новизна. Впервые комплексно изучено влияние природного антиоксиданта -токоферола и синтетического антиоксиданта – эмоксипина на уровень апоптоза клеток белой крови (нейтрофилы, лимфоциты), у интактных мышей и крыс, и при действии стрессогенных факторов (иммобилизационного и гипогидратационного стресса) на разных этапах онтогенеза. Обнаружено, что антиоксиданты, преимущественно -токоферол, оказывают более выраженное антиапоптозное действие на старых животных, что связано с истощением антиоксидантной системы при старении. Получены новые данные о функциональной взаимосвязи динамики апоптоза нейтрофилов и лимфоцитов и интенсивности свободнорадикальных процессов у животных на разных этапах онтогенеза.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Уровень апоптоза нейтрофилов и лимфоцитов увеличивается с возрастом, что коррелирует с повышением свободнорадикальных процессов в период инволюции.
-
Стресс вызывает повышение уровня апоптоза нейтрофилов и лимфоцитов, интенсификацию перекисного окисления липидов в плазме крови и печени, лейкопению, усиление гемолиза эритроцитов вне зависимости от возраста.
-
-Токоферол оказывает более выраженное антиоксидантное и антиапоптическое действие на позднем этапе онтогенеза. Менее выраженным действием обладает синтетический антиоксидант эмоксипин.
-
-Токоферол в условиях стресса снижает стрессорное действие на организм, уменьшает уровень апоптоза нейтрофилов и лимфоцитов, интенсивность ПОЛ плазмы крови, печени и перекисный гемолиз эритроцитов вне зависимости от возраста. Эмоксипин в аналогичных условиях менее эффективен как антиоксидант.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты экспериментальных исследований служит теоретическим обоснованием возможности использования антиоксидантов для замедления темпов апоптоза и в качестве средств предупреждения патологии иммунной системы. Полученные результаты исследований позволят предупреждать индукцию апоптоза при возрастной и стрессорной (иммобилизационный и гипогидратационный стресс) интенсификации свободнорадикальных процессов. Обнаруженные данные представляют интерес для медицины, ветеринарии и геронтологии. Используются при проведении лекций по физиологии человека и животных, гистологии, а также для чтения спецкурсов у магистрантов и аспирантов в Астраханском государственном университете.
Апробация работы. Результаты исследования доложены на Международной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение» (Астрахань, 2006); Материалах IV научной конференции «Гомеостаз и эндокринология» с международным участием (Хургада, 2006); Материалах первой Международной научно – практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине» (Санкт-Петербург, 2010); Международной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение» посвященной 80 – летию академика РАЕН, д.б.н. профессора Д.Л. Теплого (Астрахань, 2011). По теме диссертации опубликовании 10 работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации.
![Теоретические и клинические аспекты морфогенеза желудка на этапах онтогенеза [Электронный ресурс]](/i/i/4408/206728.png "Теоретические и клинические аспекты морфогенеза желудка на этапах онтогенеза [Электронный ресурс] Калаев Александр Александрович")
