WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

«ПУТИ ПРОГРАММИРУЕМОЙ КЛЕТОЧНОЙ ГИБЕЛИ ГЕПАТОЦИТОВ И СООТНОШЕНИЯ ЦИТОТИПОВ ПЕЧЕНИ РЫБ И АМФИБИЙ При сравнительном анализе показателей тканевого гомеостаза у рыб ...»

Вестник ОмГАУ № 4 (24) 2016 БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 576/3;576/5;576/7;597.6;597.5 ГРНТИ2

Е.И. Антонова, Д.И. Омарова, О.З. Мкртчан, В.Е. Высокогорский, Л.В. Фоменко

ПУТИ ПРОГРАММИРУЕМОЙ КЛЕТОЧНОЙ ГИБЕЛИ ГЕПАТОЦИТОВ

И СООТНОШЕНИЯ ЦИТОТИПОВ ПЕЧЕНИ РЫБ И АМФИБИЙ

При сравнительном анализе показателей тканевого гомеостаза у рыб и амфибий на первом году

постэмбриогенеза установлено: в большей мере число полиплоидных гепатоцитов (PCNA-позитивных) наблюдалось в перивенулярной зоне, на фоне того, что гепатоциты этой зоны погибают по пути аутофагии (дополнительно как альтернативного источника питания и реализации программируемой клеточной гибели, когда механизм апоптоза невозможен). Апоптоз (ведущая программа реализации программированной клеточной гибели) представлена только у рыб в перипортальной зоне, а в области центральных вен и центролобулярной зоне ведущим типом гибели гепатоцитов является аутофагия. У амфибий обнаружены более сложные программы переключения путей клеточной гибели – в перипортальной зоне соотношение апоптоза и аутофагии – 68–32% соответственно, в центролобулярной 50–50% и в области центральных вен – 100% аутофагия. В группе амфибий в центролобулярной и перивенулярной зонах печеночного ацинуса выявлено бльшее число десмин-позитивных клеток Ито и тканевых макрофагов.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют: у изучаемых видов животных ведущая форма программируемой клеточной гибели – аутофагия. В эволюционной динамике отмечается тенденция к увеличению числа клеток Ито и тканевых макрофагов печени; показатели активности генов bcl-2 и p-53 разнонаправлены, но их активность выше в группе рыб. Взаимные цитокоммуникации стромально-паренхимных цитотипов активируются как гибелью гепатоцитов по пути апоптоза, так и по пути аутофагии.



Ключевые слова: тканевой гомеостаз, печень, регенерация, гепатоциты, пролиферация, цитокоммуникации, рыбы, амфибии, пути программируемой клеточной гибели.

Введение Регенерация печени реализуется на тканевом уровне благодаря межклеточным коммуникациям стромальных и паренхимных цитотипов, их взаимодействие имеет первостепенное значение для понимания механизмов межтканевой кооперации. Синтезируемые ими биологически активные вещества и макромолекулы межклеточного вещества, а также деятельность барьерно-метаболических механизмов, предназначенных для охраны постоянства внутренней среды организма в процессе взаимодействия организм – среда, обеспечивают регенерацию органа в непрерывно меняющихся условиях среды [1]. Среда обитания большинства живых организмов характеризуется нестабильностью абиотических условий, в результате в течение онтогенеза организма и филог енеза вида в целом сталкиваются с воздействием стрессов различной природы. Работ, посвященных изучению количественных и качественных изменений цитокоммуникаций клеток печени позвоночных в сравнительном ряду, очень мало.

В связи с этим цель нашей работы – выявить эволюционно детерминированную динамику соотношения путей программируемой клеточной гибели, а также цитотипов печени рыб вида Cyprinus carpio и амфибий вида Rana terrestris в связи с различной экологической специализацией.

Материалы и методы исследования Исследование проведено на 30 животных вида Cyprinus carpio и 30 животных вида Rana terrestris первого года постэмбриогенеза в двух повторностях.

Для изучения и анализа стромально-паренхимного соотношения цитотипов печени, путей ПКГ (программируемая клеточная гибель), процессов пролиферации гепатоцитов использовали метод иммунофенотипирования [2]. Подсчет числа клеток провеАнтонова Е.И., Омарова Д.И., Мкртчан О.З., Высокогорский В.Е., Фоменко Л.В., 2016

–  –  –





ден в трех зонах ацинуса на световом микроскопе AxioImagerA1 с помощью програм много обеспечения Axiovisionrev 4.7. («CarlZeiss», Германия). Показатели пролиферации гепатоцитов определяли при выявлении антител к белкам-маркерам PCNA (Ncl-LPCNA, Novocastra). В дальнейшем проведен подсчет на 1000 гепатоцитов и PCNAпозитивных гепатоцитов (‰). Количество и пространственную локализацию десмин синтезирующей популяции клеток Ито – с помощью обнаружения антител к десмину (NCL-L-DES-DERIL, Novocastra); тканевых макрофагов – с помощью выявления антител к CD68 (Ab-3, KP1, Termoscientific). Анализ путей программируемой клеточной гибели проведен с использованием антител к белкам-маркерам каспазы-3 (СРР32, Novocastra), LC3А/B (ab81785, Abcam), р53 и bcl-2 (DO-7 и bcl-2 Oncoprotein, Novocastra).

Статистически обрабатывали полученные данные с помощью пакета прикладных программ «STATISTICA-6». Различия считали значимыми при р = 0,05. При проведении эксперимента руководствовались принципами гуманного отношения к животным в соответствии с Международными рекомендациями [3].

Результаты исследования Известно, что функционирование печени осуществляется благодаря кооперативному стромально-паренхимному взаимодействию цитотипов. Эти взаимоотношения участвуют в формировании так называемого клеточного микроокружения и являются основой тканевого гомеостаза печени. В ходе исследования иммуногистохимически установлены стромально-паренхимные соотношения, пролиферативные зоны и зоны ацинуса, за счет которых осуществляется компенсаторно-приспособительная реакция, определяющая становление гомеостаза и дальнейшее развертывание репаративных процессов.

Анализируя показатели пролиферации, выявлено, что у обоих изучаемых видов животных распределение PCNA-позитивных гепатоцитов носит порто-венулярный характер (рис. 3, 4). Тем не менее, в области портального тракта у амфибий количество PCNA-позитивных гепатоцитов на 24% меньше, чем у рыб, а в области центральной вены больше на 7,5%.

Распределение органоспецифичных макрофагов в пределах ацинуса у амфибий равномерное, тогда как у рыб выражено преобладание клеток Купфера в области портального тракта (рис. 5, 6). Количество макрофагов в области портального тракта у амфибий на 12% больше, чем у рыб.

Анализируя реализацию путей клеточной гибели, выявлено, что у рыб в перипортальной зоне происходит активация апоптоза – I пути гибели. Это подтверждается тем, что количество СРР32-позитивных (рис. 12) больше, чем LC3A/B-позитивных гепатоцитов на 65% (рис. 8).

В свою очередь, у амфибий в перипортальной зоне реализуется I тип гибели гепатоцитов на фоне высокого количества как bcl-2-, так и р53-позитивных гепатоцитов (рис. 9).

В центролобулярной зоне наблюдается снижение экспрессии генами основных белков клеточной гибели, основным типом гибели гепатоцитов у рыб является аутофагия – II тип гибели. В частности, происходит увеличение количества LC3A/B- и уменьшение СРР-32-позитивных гепатоцитов на 27 и 25% соответственно относительно показателей перипортальной зоны ацинуса.

У амфибий в центролобулярной зоне гибель гепатоцитов в равной мере реализ уется по I и II типу. Количество LC3A/B-позитивных гепатоцитов (рис. 7) у амфибий на 15% больше, чем у рыб, а количество СРР32-позитивных гепатоцитов (рис. 11) на 45% меньше.

–  –  –

Рис. 3. Печень амфибий вида Rana terrestris. Рис. 4. Печень рыб вида Cyprinus carpio.

Увеличение ок10хоб40. Окрашивание Увеличение ок10хоб40. Окрашивание пролиферирующих гепатоцитов антителами к PCNA пролиферирующих гепатоцитов антителами к PCNA

–  –  –

В перивенулярной зоне у рыб на фоне угнетения программы апоптоза (уменьшение числа СРР32-позитивных гепатоцитов) происходит увеличение LC3A/B-, р53-, bclпозитивных гепатоцитов в сравнении с перипортальной зоной ацинуса на 19, 28 и 18% соответственно (рис. 10). Следовательно, в перивенулярной зоне в большей мере реализуется гибель гепатоцитов по пути аутофагии.

В группе амфибий в перивенулярной зоне также ведущий тип гибели гепатоцитов – аутофагия, подтверждает это увеличение количества LC3A/B-позитивных гепатоцитов на 33% в сравнении с перипортальной зоной. При этом происходит уменьшение количества СРР32- и р53-позитивных гепатоцитов на 19 и 54% соответственно (в сравнении с перипортальной зоной).

Отметим, что у амфибий в центролобулярной зоне и в области центральных вен в большей мере выявляются десмин-позитивные клетки Ито, так же как и тканевые макрофаги.

Многоклеточные животные появились на земле приблизительно 700– 1000 млн л. н. [4], их эволюция во многом определялась формированием адаптаций к условиям среды обитания [5; 6], а также к увеличению концентрации кислорода в атмосфере, которое, в свою очередь, обеспечило развитие метаболической деятельности [7], а ксенобиотики, детоксикация которых проходит в печени, стали важным фактором в формировании разнообразия физиологии многоклеточных животных [8].

Изучаемые виды животных занимают различные среды обитания. У обоих видов эволюционно сформированы такие механизмы адаптации к состоянию организма, когда гипоксия сменяется гипероксией вследствие реоксигенации, а также механизмы метаболической адаптации [9; 10].

Главным средообразующим фактором среды обитания является температура.

Диапазон температурного колебания, которому подвергаются пойкилотермные организмы, очень широк – часовые, циркадные и сезонные температурные перепады (Nicole M. 2002). В этой связи печень как орган обеспечивающий поддержание гомеостаза организма, обеспечивает также и развитие организма в целом, осуществляя межсистемную кооперацию в организме, проявляя сложность структуры, полифункциональность, быструю вовлеченность в деструктивные и репаративные процессы [11].

В процессе эволюции в зависимости от среды обитания и механизма терморегуляции при становлении цитокоммуникаций клеток печени выявлены особенности у изучаемых видов животных.

В большей мере число полиплоидных гепатоцитов (PCNA-позитивных) выявлено в перивенулярной зоне, на фоне того, что гепатоциты данной метаболической зоны погибают по пути аутофагии (дополнительно как альтернативного источника питания и реализации ПКГ в условиях, когда механизм апоптоза невозможен). В то же время число р-53 и bcl-2 позитивных гепатоцитов увеличивается у рыб и снижается у амфибий.

Вторая закономерность касается реализации путей ПКГ. Ведущая программа ее реализации – апоптоз – представлена только у рыб в перипортальной зоне. Далее у данного вида животных в области центральных вен и центролобулярной зоне наиболее распространенным типом гибели гепатоцитов является аутофагия. Более сложные переключения форм ПКГ отмечены у амфибий – в перипортальной зоне соотношение апоптоза и аутофагии – 68–32%, в центролобулярной – 50–50%, в области центральных вен – 100% аутофагия.

И третья особенность, обнаруженная в ходе эксперимента – бльшее число десмин-позитивных клеток Ито и тканевых макрофагов – в группе амфибий. К тому же, Вестник ОмГАУ № 4 (24) 2016 БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ клетки Купфера играют роль активаторов звеньев неспецифического иммунитета, инициируют ранние этапы процесса регенерации печени. А синтезируемый ими TGFоказывает наиболее выраженное стимулирующее действие на белоксинтетическую функцию клеток Ито, проявляется это усилением синтеза десмина.

Заключение У изучаемых видов животных ведущей формой ПКГ является аутофагия; в эволюционной динамике отмечается тенденция к увеличению числа клеток Ито и тканевых макрофагов печени; показатели активности генов bcl-2 и p-53 разнонаправлены, но их активность выше в группе рыб; взаимные цитокоммуникации стромальнопаренхимных цитотипов активируются как гибелью гепатоцитов по пути апоптоза, так и по пути аутофагии.

Полученные результаты исследования расширяют представления о механизмах, способах и масштабах регенерации печени как показателя уровня эволюционной пластичности органа, сформированного у позвоночных животных. Стромально-паранхимное соотношение цитотипов, соотношения пролиферации и полиплоидизации, способы регенерации с учетом цитокоммуникативных индукций и регенераторного потенциала гепатоцитов проявляют видовую, временню и пространственно-гистотопографическую особенность, заданную рамками эволюционно обусловленных закономерностей, и отражают степень стабильности и лабильности биологических процессов в условиях физиологической нормы.

E.I. Antonova, D.I. Omarova, O.Z. Mkrtchan, V.E. Vysokogorsky, L.V. Fomenko

–  –  –

Comparative analysis of indicators of tissue homeostasis in fishes and amphibians in the first year of postembryogenesis revealed that more the number of polyploid hepatocytes (PCNA-positive) was observed in perivenular area, on the background of the fact that the hepatocytes the metabolic zone die on the way of autophagy, in addition as alternative power source and the implementation of programmed cell death, programmed cell death, under conditions when apoptotic mechanism impossible. Program of realization of programmed cellular death – apoptosis – is presented only in fish in periportally an area in the region of the central veins and centrolobular area leading type of hepatocyte death is autophagy. Amphibians revealed a more complex program switching pathways of cell death in periportal area ratio of apoptosis and autophagy is 68–32%, respectively, in centrolobular 50–50% and in the area of central veins – 100% autophagy. In the group of amphibians in centrolobular and perivenular zones of hepatic acini revealed a greater number of desmin-positive Ito cells and tissue macrophages.

The results of these studies indicate that the studied animal species leading form of programmed cell death is autophagy. In the evolutionary dynamics of the tendency to the increase in the number of Ito cells and tissue macrophages of the liver; indicators of activity of the genes bcl-2 and p-53 in different directions, but their activity is higher in the group of fish. Mutual cytacommunicator stromal-parenchymal of citation activated as death of hepatocytes towards apoptosis, and on the way of autophagy.

Keywords: tissue homeostasis, liver, regeneration, hepatocytes, proliferation, cytacommunicator, fish, amphibians, pathway programmed cell death.

–  –  –

.



Похожие работы:

«Вопросы методологии Методы анализа в концептуальной структуре DPSIR Э.М. Зомонова, А.Б. Зандакова В рамках Международного российско-корейско-монгольского проекта "Разработка интегрированной модели управления водными ресурсами в бассейне р. Селенга" (2006–201...»

«САРАНСКИЙ ГОРОДСКОЙ СОВЕТ ДЕПУТАТОВ РЕШЕНИЕ от 23 декабря 2005 г. N 177 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ УСТАВА ГОРОДСКОГО ОКРУГА САРАНСК Список изменяющих документов (в ред. решений Совета депутатов городского округа Саранск...»

«Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова Основы полиграфического и упаковочного производства Лабораторные работы для студентов, обучающихся по направлен...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессион...»

«Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение "Гимназия" Рассмотрено на заседании Одобрено на заседании "Утверждаю" кафедры предметов естественноНМС гимназии директор МБОУ "Гимназия" математического цикла _ Протокол № 1 от 28.08. 2015 г. Про...»

«Исследование влияния калийных удобрений на урожайность и качество экологически выращиваемых овощей Бирута Барташевичене, Йозас Пекарскас В 2002 – 2004 гг. в экологическом хозяйстве ЛСХУ проводились опыты по определению влияния калийных удобрений на урожайность и химический состав овощей: моркови, крас...»

«АДМИНИСТРАЦИЯ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ ДОКЛАД О состоянии природопользования и об охране окружающей среды Краснодарского края в 2014 году Краснодар 2015 г. Уважаемые читатели! Основ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова" Кафе...»

«ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2011. №3. С. 47–51. УДК 582.272:577.114:543.062 ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА СОДЕРЖАНИЕ ПОЛИСАХАРИДОВ ФУКУСА ПУЗЫРЧАТОГО FUCUS VESICULOSUS L. © Е.Д. Облучинская Мурманский морской биологический институт (ММБИ) Кольского научного центра РАН, ул. Владимирская, 17, Мурманск...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.