Bulletin of siberian medicine
| Вид материала | Тезисы |
- Divinity School Bulletin 2011-2012, Norris,, 56.2kb.
- Програма конференції «Актуальні питання клінічної медицини» програма конференції «Мікроелементози, 8571.39kb.
- Proof for the 2012-2013 Duke University Bulletin of Undergraduate Instruction,, 630.47kb.
- Le Bulletin du, 144.67kb.
- Novosibirsk Siberian University of Consumer’s Cooperation Appendix to the Diploma No., 62.78kb.
- «адаптация к изменениям энергетического метаболизма при старении как стратегия долгожительства», 119.04kb.
- Кто не имеет возможность сделать аборт, если его доступность ограничивается двенадцатью, 17.02kb.
- «Regenerative Medicine: New Approaches to Healthcare», 124.43kb.
- Interdisciplinary Congress «Neuroscience for Medicine and Psychology», 85.02kb.
- St Siberian International Psychoanalytical Conference, 385.9kb.
XIII. Молекулярная физиология клетки
НОВЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕХАНИЗМАХ
РЕГУЛЯЦИИ ГОМЕОСТАЗА КАЛИЯ
Айзман Р.И.
Новосибирский государственный педагогический университет (г. Новосибирск)
В экспериментах на крысах разного возраста исследовалась роль пищеварительного тракта, тканевых депо и почек в регуляции баланса калия. Установлено, что в детском возрасте всасывание калия в кишечнике существенно выше, чем у взрослых. Это обусловлено более высокой активностью апикально-расположенных К+-АТФаз, обеспечивающих абсорбцию катиона. В то же время К+-секретирующие транспортные механизмы более активны у взрослых животных. Следовательно, результирующий вектор транспорта калия направлен на всасывание у молодых животных и на секрецию у взрослых. Катехоламины, особенно β-адренергические агонисты, соматостатин, нейропептиды, гипокалиемия, повышают абсорбцию катиона, а глюко- и минералокортикоиды, простагландины, высокая калиевая диета стимулируют секрецию калия. Существенную роль в активации Na+K+-АТФазы в дистальных отделах толстого кишечника и собирательных трубках нефронов играет выделенный новый трансмембранный белок СНIF. Его синтез индуцируется альдостероном и гиперкалиемией, в меньшей степени – дефицитом натрия и выявляется только у взрослых животных. В раннем онтогенезе экскреция калия почками значительно ниже, чем у взрослых, в связи с пониженной СКФ и его секрецией в нефроне. Содержание К+ во всех тканях животных раннего возраста достоверно выше, чем у взрослых, однако они не обладают способностью депонировать избытки катиона при повышении его концентрации в крови или отдавать К+ при понижении его концентрации в плазме. Обсуждаются механизмы распределения К+ в секторах организма в онтогенезе.
СРАВНЕНИЕ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ, ОТВЕТСТВЕННЫХ ЗА ФОРМИРОВАНИЕ ЛЕКАРСТВЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОПУХОЛЕЙ, ОППОЗИТНЫХ
ПО ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К АПОПТОГЕННОМУ ДЕЙСТВИЮ ЦИКЛОФОСФАНА
Андреева Е.М., Миронова Н.Л., Зенкова М.А., Попова Н.А., Николин В.П., Каледин В.И.
Институт цитологии и генетики СО РАН (г. Новосибирск), Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (г. Новосибирск),
Новосибирский государственный университет (г. Новосибирск)
Возникновение лекарственной устойчивости опухолей связывают в числе прочих с нарушениями экспрессии генов, белковые продукты которых вовлечены в механизмы апоптоза (р53, bcl-2) или в транспорт веществ через цитоплазматическую мембрану (mdr1a, mdr1b). В данной работе проведено сравнение уровня экспрессии генов mdr1a, mdr1b, р53 и bcl-2 методом ОТ-ПЦР в клетках первичных культур опухолей, полученных из перевиваемых лимфосарком мышей LS и RLS. Опухоль LS чувствительна к апоптогенному действию циклофосфана. Опухоль RLS, полученная из опухоли LS путем пассирования на низких концентрациях циклофосфана, резистентна к действию высоких концентраций циклофосфана. Показано, что для опухоли RLS характерны повышенные уровни экспрессии генов mdr1b и bcl-2 по сравнению с опухолью LS, тогда как уровень экспрессии гена р53 выше в клетках опухоли LS. Таким образом, возникновение лекарственной устойчивости в клетках опухоли RLS связано с изменением уровня экспрессии, по крайней мере, трех генов, что, возможно, свидетельствует о нарушении общего для этих генов регуляторного механизма.
Работа поддержана Программами РАН «Молекулярная и клеточная биология» и «Наука – медицине», грантом «Ген-направленные биологически активные вещества».
ЭФФЕКТЫ МЕЖКЛЕТОЧНЫХ СИГНАЛОВ
НА ЭКСПРЕССИЮ мРНК БЕЛКОВ АПОПТОЗА
В РАЗВИВАЮЩЕМСЯ МОЗГЕ
Баннова А.В., Меньшанов П.Н., Калинина Т.С., Дыгало Н.Н.
Институт цитологии и генетики СО РАН (г. Новосибирск)
Физиологический апоптоз – непременный компонент формирования мозга. Способность гормонов и нейротрансмиттеров влиять на этот процесс остается во многом неясной. Исследовали действие стероидного гормона стресса – гидрокортизона и стимулятора альфа2-адренорецепторов – клонидина на уровень мРНК белков апоптоза в развивающемся мозге крыс. Клонидин, введенный в мозг 18-дневным плодам, увеличивал уровень мРНК каспазы-3, ключевой протеазы апоптоза, и долю фрагментированной ДНК в их стволе и коре через 3 дня после инъекции. Подкожное введение клонидина неонатальным крысятам также повышало уровень мРНК каспазы-3 и увеличивало фрагментацию ДНК в стволе мозга. Гидрокортизон через 6 часов после введения увеличивал в коре и гиппокампе 8-дневных крысят мРНК антиапоптозного белка Bcl-XL и снижал в коре мозга уровень мРНК каспазы-3, а в гиппокампе – отношение Bax/Bcl-XL. Острое введение гормона повышало мРНК каспазы-3 и фрагментацию ДНК в стволе плодов и неонатальных крысят. Длительное воздействие гормоном на неонатальных животных увеличило уровень мРНК проапоптозного белка Bax в их стволе и гиппокампе, а также повысило в последнем отношение Bax/Bcl-XL. Таким образом, внеклеточные сигнальные молекулы способны влиять на ход программируемой гибели клеток в развивающемся головном мозге. Эти факты свидетельствуют о возможном участии апоптоза в осуществлении длительных программирующих эффектов гормонов и нейротрансмиттеров в критические периоды онтогенеза на формирование ЦНС.
Работа поддержана грантами РФФИ 05-04-48190; Научные школы № 1516.2003.4; Интеграция СО РАН № 50; «Фондом содействия отечественной науке».
ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ СИГНАЛИЗАЦИя В ГЛАДКИХ МЫШЦАХ
Баскаков М.Б., Медведев М.А.
Сибирский государственный медицинский университет
(г. Томск)
Методами двойного «сахарозного моста» и механографии исследована роль Са-связывающих белков, цАМФ, протеинкиназы С (ПКС), Na/H-обмена, внутриклеточного рН, Na, K, 2Cl котранспорта (NKCC) и Сl- в регуляции электрической и сократительной активности гладкомышечных клеток (ГМК) мочеточника и taenia coli морской свинки, трахеи и аорты белых крыс. Установлено, что кальмодулин-подобный Са-связывающий белок является структурным или регуляторным компонентом потенциал-зависимых Са2+-каналов ГМК. Буферная емкость цитоплазмы для Са2+ во многом определяет величину и характер реакций ГМК на действие БАВ. В ГМК taenia coli цАМФ, как и в кардиомиоцитах, активирует Са2+ и К+ компоненты мембранной проводимости, но в ГМК доминируют эффекты актвации К+-проводимости мембраны. Реализация угнетающего влияния ПК С на электрогенез ГМК мочеточника и taenia coli опосредована активацией Na+/H+-обмена, подщелачиванием цитоплазмы и повышением К-проводимости мембраны ГМК. Изменения осмолярности среды вызывают сокращения ГМК. Сокращения изолированных препаратов аорты при гипер- и изоосмотической стрикции клеток устойчивы к действию антагонистов входа Са2+ и частично сохраняются в бескальциевом ЭГТА-содержащем растворе. При этом уменьшается вход 45Са в изолированные ГМК. Гипотетически эти феномены могут объясняться индуцированной стрикцией модуляцией кавеол. Сжатие клетки может изменять архитектонику мембраны, молекулярную сборку и ультраструктуру кавеол, вызывать стимуляцию NKCC, деполяризацию мембраны ГМК и, как следствие, сокращение. Вместе с тем эти сокращения лишь частично зависят от наружного кальция. Значимая компонента соктатительных реакций обусловлена, вероятно, модуляцией цитоскелетом Са-сигнализации и/или сократительного аппарата ГМК. Эта гипотеза требует дальнейших исследований. При гипоосмотическом набухании клеток развивалось транзиторное повышение механического напряжения сосудистого сегмента, которое, по данным экспериментов с выключением NKCC, блокированием Са2+- и Сl- -каналов, обусловлено входом наружного кальция вследствие деполяризации мембраны, вызванной активацией хлорных токов. Это подтверждается и данными о достоверном увеличении потенциалзависимого входа 45Са в изолированные ГМК в гипоосмотической среде. В экспериментах с одновременной регистрацией электрической и сократительной активности ГМК мочеточника были получены данные о важной роли NKCC и хлорных токов в электрогенезе и сопряжении возбуждения-сокращения, а также сведения, подтверждающие участие хлорных токов в механизмах действия агонистов а1-адрен- и Н1-гистаминергических рецепторов.
АКТИВНОСТЬ АСПАРТИЛЬНОЙ ПРОТЕАЗЫ КАТЕПСИНА D В ПЕЧЕНИ У КРЫС ПРИ СТАРЕНИИ
Венедиктова А.А., Фаламеева О.В., Юзько Ю.В.
ГУ НИИ физиологии СО РАМН, ГУ НИИ травматологии и ортопедии (г. Новосибирск)
Катепсин D относится к аспартильным протеазам, локализованным в лизосомах различных типов клеток. Высокая активность катепсина D обнаружена в макрофагах, прежде всего в купферовских клетках печени крыс. Функциональная роль катепсина D связана с внутрилизосомным перевариванием белка. Обнаружена связь между каталитической активностью и концентрацией катепсина D у некоторых видов млекопитающих. Полагают, что с возрастом увеличивается концентрация иммунологически активного катепсина D, в то время как активность фермента снижается. Цель работы – изучить активность катепсина D в печени крыс Wistar и Oxys, которые рассматриваются как модель старения. Активность катепсина D оценивали спектрофотометрическим методом, в качестве субстрата использовали азо-казеин (Fluka, CША) с применением специфического ингибитора катепсина D – пепстатина. В работе использованы крысы Wistar в возрасте 12 и 18 месяцев и соответствующего возраста крысы Oxys, интактные мыши СВА/С57Bl. В результате проведенных исследований обнаружено, что у крыс Wistar в возрасте 12 месяцев и мышей активность катепсина D в печени одинакова. Имеется тенденция к увеличению активности катепсина D в печени в возрасте 12 месяцев у крыс линии Oxys по сравнению с крысами Wistar. С возрастом у крыс Wistar наблюдается тенденция к снижению активности катепсина D, в то время как у крыс Oxys, напротив, данный показатель увеличивается почти в два раза. Поскольку у крыс Oxys увеличена активность этой аспартильной протеазы, активирующей другие ферменты лизосом, можно предположить повышение активности других протеаз у крыс линии Oxys.
НАРУШЕНИЯ ПРОЛИФЕРАТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА ФИБРОБЛАСТОВ ДЕРМЫ ПРИ СТАРЕНИИ КОЖИ
Витрук Т.Ю., Пестерев П.Н., Рязанцева Н.В.,
Мирютова Т.Л., Беляева А.Ю.
Сибирский государственный медицинский университет
(г. Томск)
В настоящее время доля лиц пожилого и старческого возрастов в популяции во многих странах превысила 20 %. Многочисленные экспериментальные и клинические исследования до сих пор не вскрыли молекулярных механизмов старения тканей макроорганизма, в том числе и кожи. Недостаточно изучена динамика возрастных структурных изменений коллагенового каркаса дермы кожи. Основной коллагенобразующей клеткой соединительной ткани является фибробласт. Об участии фибробластов в старении кожи существуют лишь фрагментарные данные, что диктует необходимость более детального рассмотрения их структурно-функциональных свойств в этом процессе. Цель исследования. Оценить пролиферативный потенциал фибробластов дермы при старении кожи. Материалом исследования являлись биоптаты кожи здоровых женщин в возрасте от 40 до 60 лет (пациентки клиники пластической хирургии, 7 человек) и кожно-мышечные лоскуты 3 человеческих эмбрионов (медицинские абортусы, срок 8-12 недель). Получение фибробластов дермы проводилось путём фрагментации и трипсинизации кусочков кожи. Культивирование клеток осуществлялось в среде Игла, содержащей 10 % эмбриональную телячью сыворотку, L-глутамин, гентамицин. Материал культивировали при температуре 370С и 5 % СО2 в течение 7–10 сут. Оценивали пролиферативный потенциал дермальных фибробластов по скорости образования клеточного монослоя. При исследовании эмбриональной ткани уже на 3–5-й день отмечался активный рост клеток с образованием монослоя фибробластов. При исследовании биоптата дермы взрослых людей в 3 случаях был выявлен слабый рост дермальных фибробластов на 5–7-е сут с дальнейшей их гибелью. В 4 случаях клеточного роста обнаружить не удалось. Полученные данные указывают на высокий пролиферативный потенциал эмбриональных фибробластов, тогда как у фибробластов дермы взрослых людей обнаружился низкий потенциал их пролиферации. Существует предположение о том, что ограничение продолжительности жизни культуры фибробластов связано с фактом их старения на клеточном уровне, что косвенно свидетельствует о нарушении их функциональных свойств. Это принципиально важно с позиции оценки коллагенсинтезирующей функции фибробластов дермы и понимания механизмов старения кожи.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДЕЙСТВИЯ НОРАДРЕНАЛИНА И ГАМК НА ИОННЫЕ НАСОСЫ МЕМБРАНЫ СОМАТИЧЕСКИХ МЫШЕЧНЫХ КЛЕТОК ДОЖДЕВОГО ЧЕРВЯ
Волков Е.М., Нуруллин Л.Ф., Сабирова А.Р., Обухова А.С.
Казанский государственный медицинский университет
(г. Казань)
Норадреналин (НА) увеличивает мембранный потенциал покоя (МПП) мышечных клеток дождевого червя Lumbricus terrestris. Инактивация Nа+К+-насоса уабаином устраняет гиперполяризующий эффект НА, как и присутствие в растворе пропранолола. Добавление в раствор верапамила также препятствует способности НА изменять МПП. Увеличение цитозольной концентрации Са2+ с помощью кофеина не влияло на МПП. Блокатор кальмодулина – хлорпромазин, сам по себе не изменяя МПП, блокирует гиперполяризацию мембраны, возникающую в присутствии НА. ГАМК, также как и НА, вызывает гиперполяризацию мышечных клеток. Добавление в раствор уабаина, хлорпромазина, бикукулина, удаление из раствора Са2+, блокада кальциевых каналов верапамилом снимают действие ГАМК на МПП. Таким образом, НА и ГАМК через разные рецепторные входы обеспечивают вход в клетку экстраклеточного Са2+, который при участии кальмодулинподобных белков усиливает работу ионных насосов, что вызывает гиперполяризацию мембраны. Ранее нами было показано существование в мышечных клетках дождевого червя активного котранспорта Сl-, также вносящего существенный вклад в величину МПП. Фуросемид – блокатор котранспорта Сl- деполяризует мембрану. На его фоне ГАМК утрачивает способность увеличивать МПП, тогда как НА ее сохраняет. Можно предположить, что действие НА направлено на активацию Nа+К+-помпы и в меньшей степени котранспорта Cl-, тогда как ГАМК, прежде всего, усиливает электрогенный котранспорт Cl-.
Работа поддержана грантом РФФИ 03-04-48303.
АНАЛИЗ КОНЦЕНТРАЦИИ ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКОГО КАЛИЯ В ОДНОКЛЕТОЧНОМ ЭМБРИОНЕ МЫШИ
Гольдштейн Д.В., Аксиров А.М., Кантор Г.М.,
Погорелов А.Г.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН (г. Пущино)
Калий является основным клеточным катионом, изменение концентрации которого вызывает ряд молекулярно-генетических трансформаций. Концентрация цитоплазматического калия регулируется посредством Na/K-АТФазы и системой калиевых каналов. Для раннего зародыша млекопитающих с низким уровнем активного транспорта прогнозируются колебания уровня калия в эмбриональной клетке, обусловленные циклической активностью 240 pS K+ канала. В данном исследовании, используя электронно-зондовый микроанализ, определили изменение концентрации калия на фазах первого клеточного цикла зиготы мыши. Эмбрион подготавливали методом freeze-drying. Для этого интактный зародыш мыши фиксировали в жидком пропане с последующей низкотемпературной дегидратацией в высоком вакууме. Лиофилизированную клетку заливали в эпоксидную смолу (Epon 812) и резали 2 мкм срезы клетки, на которых проводили количественный микроанализ. Учитывая характерный для раннего эмбриона низкий уровень активного транспорта калия, регистрируемое в данной работе циклическое увеличение внутриклеточного калия в зиготе может быть обусловлено только синхронной инактивацией пассивного транспорта катиона. Таким свойством обладает, например, калиевый канал проводимостью 240 пСм, активность которого синхронизирована с хромосомальным циклом раннего эмбриона млекопитающих.
ИОННЫЙ ГОМЕОСТАЗ НЕЗРЕЛОГО БУРОГО ЖИРА
Елсукова Е.И.
Красноярский государственный педагогический университет
им. В.П. Астафьева (г. Красноярск)
Содержание Na+ и К+ в бурой жировой ткани (БЖТ) изучали в период ее раннего онтогенетического созревания до включения термогенеза. У большинства видов этот период охватывает последнюю треть внутриутробного развития, у гетеротермов – первые 2 недели постнатальной жизни. Катионы K+ и Na+ определяли в водных экстрактах высушенных образцов БЖТ и печени 19–20-суточных плодов крыс, 7-месячных плодов байкальской нерпы, новорожденных хомячков пламенно-фотометрически с поправкой у крыс на их содержание в межклеточных пространствах. Ионный гомеостаз незрелой БЖТ всех трех изученных видов характеризовался крайне высоким даже для этой ткани содержанием Na+, достигающим 100–120 ммоль/кг, что в 3–4 раза больше, чем у взрослых. Значения К+ варьировали от 40 до 80 ммоль/кг. В пересчете на клеточную воду у крыс концентрации Na+ и К+ составили соответственно 154 и 111 ммоль/л, а отношение К+/Na+ оказалось меньше 1. Включение термогенеза: у крыс в момент рождения, у хомячков после двухнедельного постнатального развития сопровождалось снижением Na+ в 1,5 раза, а концентрация К+ почти не изменялась. Повышенные (50 ммоль/л) по сравнению со взрослыми концентрации Na+, незначительно снижающиеся после рождения, обнаружены в печени плодов. Предполагается, что повышенные концентрации Na+ в эмбриональных тканях могут быть обусловлены его накоплением в митохондриях, что угнетает окислительное фосфорилирование, настраивая энергетику преимущественно на гликолитический путь. В БЖТ этот процесс протекает интенсивнее в связи с полной блокадой митохондрий. Активация Na+/K+-насоса в момент рождения и сброс Na+ включает термогенез; стабилизирует уровень К+, требуемый и для нормального функционирования термогенных митохондрий, и для быстрого постнатального роста ткани.
Работа поддержана грантом КГПУ им. В.П.Астафьева № 44-05-1/ФП.
ИЗМЕНЕНИЕ АКТИВНОСТИ
ЦИСТЕИНОВЫХ ПРОТЕАЗ ЛИЗОСОМ
У МЫШЕЙ ПРИ РАЗВИТИИ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОПУХОЛЕЙ
Жанаева С.Я., Короленко Т.А.
ГУ НИИ физиологии СО РАМН (г. Новосибирск)
В настоящее время установлено, что инвазия опухоли в нормальные ткани и метастазирование в значительной мере обеспечиваются протеазами опухолевых клеток, обеспечивающих деградацию внеклеточного матрикса. Цистеиновые протеазы наряду с металлопротеазами, аспартильными и сериновыми протеазами играют важную роль в опухолевой инвазии и метастазировании. Обнаружено повышение концентрации и активности цистеиновых протеаз в тканях ряда злокачественных опухолей человека и животных и в органах, массивно инфильтрированных метастазирующими клетками по сравнению с интактной тканью. Целью работы было изучение активности цистеиновых протеаз лизосом катепсинов В и L в опухолевых тканях и органах, прямо не вовлеченных в опухолевый процесс, в динамике развития перевиваемых злокачественных опухолей мышей. Обнаружено, что активность катепсинов В и L в тканях опухолей различных гистологических типов (аденокарциномы легких Льюис АЛЛ, лимфосаркомы ЛС, и ГА-1 гепатомы) была выше на более ранних этапах развития опухолей и снижалась (в 5-2 раза) по мере увеличения массы опухолевых узлов. В тканях быстро растущих опухолей, характеризующихся более агрессивным течением и резистентностью к цитостатической и цитотоксической терапии, активность этих ферментов была ниже по сравнению с активностью ферментов в тканях медленно развивающихся опухолей. Опухоленосительство приводило к повышению активности катепсинов В и L в органах дистантно расположенных по отношению к первичному опухолевому узлу
(печени, селезенке, легком), что, вероятно, связано с развитием в них метастазов опухоли. Таким образом, исследуемые протеазы могут быть перспективны для изучения механизмов возникновения и развития злокачественных опухолей и метастазирования.
активность сфингомиелиназы
и церамидазы при хроническом
воспалении и гепатоцеллюлярном
раке печени крыс
Зайнагетдинов Р.З., Заварзин В.А., Пурлик И.Л.,
Серебров В.Ю.
Сибирский государственный медицинский университет
(г. Томск)
Установлено, что сфинголипиды участвуют в процессах клеточного узнавания, рецепции гормонов, токсинов, факторов роста, мобилизации медиаторов воспаления. Несомненный интерес представляет изучение активности ключевых ферментов сфингомиелинового цикла в динамике хронического воспаления – основного пускового механизма опухолеобразования, в котором ключевая роль принадлежит сфинголипидам. Работа была проведена на беспородных крысах-самцах массой 150-200 г. Были выделены следующие группы: 1) контрольная (интактные животные); 2) контроль хронического воспаления (введение NaCI); 3) опыт 1 – вводился N-нитроздиэтиламин (индуктор гепатоканцерогенеза); 4) опыт 2 – подкожное введение тетрахлорметана (ССI4). Материалом для исследования служил гомогенат печени. Выраженность воспалительных процессов оценивали по активности фосфолипазы А2. Активность сфигомиелиназы и церамидазы оценивали методом токослойной хроматографии. Для проверки достоверности различий показателей в группах был использован непараметрический критерий Манна-Уитни. При изучении активности ферментов сфингомиелинового цикла на фоне развития гепатоцеллюлярного рака было обнаружено, что к 21-му дню исследований активность сфингомиелиназы превышала показатели контрольной группы в 1,6 раза, а церамидазы – в 1,4 раза. В динамике развития хронического гепатита отмечено резкое возростание к 65-м суткам активности сфингомиелиназы в 1,4 раза и церамидазы – в 1,5 раза по сравнению с показателями контрольной группы. Активность фосфолипазы А2 при развитии рака печени и хронического воспаления превышала показатели контрольных групп в 1,5 и 1,3 раза соответственно.