Ультраструктурная реорганизация коры надпочечников при экстремальных воздействиях (общей гипоксии, гипертермии и генетически детерминированных нарушениях метаболизма) 03. 00. 25 гистология, цитология, клеточная биология



страница1/4
Дата25.04.2016
Размер1.56 Mb.
ТипАвтореферат диссертации
  1   2   3   4
На правах рукописи

Колдышева Елена Владимировна


УЛЬТРАСТРУКТУРНАЯ РЕОРГАНИЗАЦИЯ КОРЫ НАДПОЧЕЧНИКОВ

ПРИ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

(ОБЩЕЙ ГИПОКСИИ, ГИПЕРТЕРМИИ И ГЕНЕТИЧЕСКИ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ НАРУШЕНИЯХ МЕТАБОЛИЗМА)

03.00.25 – гистология, цитология, клеточная биология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Новосибирск – 2009

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте региональной патологии и патоморфологии Сибирского отделения РАМН (Новосибирск)



Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор Лушникова Елена Леонидовна




Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор Бгатова Наталья Петровна
доктор биологических наук, профессор Селятицкая Вера Георгиевна
доктор биологических наук, профессор Толстикова Татьяна Генриховна


Ведущая организация:
ГОУ ВПО Новосибирский государственный медицинский университет Росздрава

Защита диссертации состоится «______» ____________ 2009 г. в ______ часов на заседании диссертационного совета Д 001.037.01 в ГУ НИИ региональной патологии и патоморфологии СО РАМН (630117, Новосибирск, ул. Тимакова, 2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ НИИ региональной патологии и патоморфологии СО РАМН (630117, Новосибирск, ул. Тимакова, 2).

Автореферат диссертации разослан «______» _____________2009 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 001.037.01

доктор биологических наук Молодых Ольга Павловна
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Надпочечники занимают одно из центральных мест в регуляции и реализации таких жизненно важных процессов, как рост, развитие (включая все этапы онтогенеза), репродуктивное поведение и адаптация организма к изменяющимся условиям существования, особенно при развитии общего адаптационного синдрома (стресс-реакции). Важность адаптивных перестроек структурно-функциональных систем организма, а именно его адекватное функционирование и выживание при кратковременном или хроническом действии стрессирующих факторов, определило на многие десятилетия приоритетное направление в изучении функциональной активности надпочечников – выяснение закономерностей их синтетической активности в динамике стресс-реакции с расшифровкой физиологической роли синтезируемых ими гормонов (Селье Г., 1967; Озернюк Н.Д., 1992; Кириллов О.И., 1994; Aguilera G. et al., 1996). Это направление исследований доминирует до сих пор, несмотря на то, что в последнее время все большее внимание уделяется изучению роли синтезируемых надпочечниками гормонов в регуляции и пространственно-временной организации физиологических (прежде всего, обменных) процессов, иммунного ответа и репродуктивного поведения, в том числе в различные периоды онтогенеза (Розен В.Б., 1984; Анциферова Н.Д., 1993, 1997; Parker C.R. et al., 1997; Nussdorfer G.G., Mazzocchi G., 1998; Yen S.C., Laughlin G.A., 1998; Rainey W.E. et al., 2001, 2002; Chen C.C., Parker C.R., 2004).

В основе регуляторного воздействия гормонов надпочечников на тканевые и внутриклеточные структуры лежит регуляция активности соответствующих генов, способных индуцировать и подавлять биосинтез белков, углеводов, липидов и влиять на энергетический и пластический обмен в органах-мишенях (Панин Л.Е., 1983; Розен В.Б., 1984; Чернышева М.П., 1995; Панин Л.Е. и др., 2001; Обут Т.А., 2004). Реализация общего адаптационного синдрома осуществляется через активацию гипоталамо-гипофизарно-адреналовой оси (системы) и сопряжена с усилением синтеза и секреции надпочечниками кортикостероидов и катехоламинов, служащих мощными регуляторами обмена веществ в органах и тканях. При этом интенсивное и длительное напряжение адреналовых желез, вызванное стрессирующими факторами, может вызывать истощение их пластических и энергетических ресурсов и обусловливать развитие адреналовой недостаточности, которая проявляется в резком снижении синтеза кортикостероидов (Laureti S. et al., 1998), что ведет к нарушению многих жизненно важных функций. Адреналовая недостаточность может развиваться и вследствие других причин, среди которых наиболее значимыми являются аутоиммунные заболевания, инфекционные процессы (например, туберкулез), массивные геморрагические повреждения, рак и генетически детерминированные заболевания (Shah B. et al., 1986; Werbel S.S., Ober K.P., 1993; Muscatelli F. et al., 1994; Oelkers W., 1996; Korenke G.C. et al., 1997).

Существенное влияние на функциональную активность надпочечников, их способность регулировать жизненно важные процессы и индуцировать адекватный адаптивный ответ оказывает процесс старения (Yen S.C., Laughlin G.A., 1998). Старение и хронический стресс реализуются посредством сходных физиологических и молекулярно-биологиче­ских механизмов, взаимно потенцируя друг друга. По мнению некоторых исследователей, хронический стресс ускоряет процесс старения организма, при этом стареющий организм теряет способность завершать стрессовый ответ, и это отражается на его возможностях по поддержанию гомеостаза (Дильман В.М., 1981, 1983; Pare W., 1965; Sapolsky R.M. et al., 1983). Старение, как и стрессовая реакция, сопровождается увеличением секреции глюкокортикоидов и снижением синтеза и секреции андрогенов надпочечниками (Lehmann J.M. et al., 1995; Kern W. et al., 1996; Yen S.C., Laughlin G.A., 1998). Постулируется положение, согласно которому гиперсекреция кортизола в позднем онтогенезе возникает в результате дегенеративных изменений головного мозга и нарушения ингибирования их синтеза из-за утраты чувствительности глюкокортикоид-опосредованного механизма обратной связи. Показано, что в гиппокампе мелких грызунов с возрастом исчезает примерно 50% сайтов связывания I типа (минералокортикоидных рецепторов) и примерно такое же количество сайтов II типа (глюкокортикоидных рецепторов) (Sapolsky R.M., 1993). Увеличение стрессорной нагрузки на протяжении жизни или введение глюкокортикоидов в фармакологических дозах способствуют гибели нейронов гиппокампа и снижению его ингибирующего влияния на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось.

Нарушения функциональной активности надпочечников при хроническом стрессе и в процессе геронтогенеза могут развиваться не только в результате изменения секреторной активности клеток гипоталамуса и гипофиза, но также из-за изменений микроокружения адренокортикоцитов в разных структурно-функциональных отделах железы. Физиологический рост, регенерация и функциональная активность надпочечников регулируются адренокортикотропным гормоном, нейротрансмиттерами, нейропептидами, цитокинами и разветвленной сетью ростовых факторов (Bornstein S.R., Chrousos G.P., 1999; Hammer G.D. et al., 2005; Karpac J. et al., 2005). В коре надпочечников выявлена дифференциальная экспрессия ряда цитокинов (интерлейкина-6, интерлейкина-1β, фактора некроза опухоли α, фактора, ингибирующего миграцию макрофагов, фактора, индуцирующего γ-интерферон, трансформирующего фактора роста β1) (Judd A.M., 1998). Эти цитокины синтезируются как адренокортикоцитами, так и постоянно присутствующими в коре надпочечников макрофагами и лейкоцитами. Адренокортикоциты и хромаффинные клетки имеют на своей поверхности рецепторы к интерлейкинам 1, 2 и 6, которые могут влиять на их пролиферативную и биосинтетическую активность (Nussdorfer G.G., Mazzocchi G., 1998).

Несмотря на то, что в последнее время вопросам регенерации надпочечников, особенно их коры, стало уделяться больше внимания, следует отметить, что эта проблема еще далека от разрешения. В исследованиях, посвященных регенераторным возможностям коры надпочечников, в большей степени освещены эмбриональные и онтогенетические (до периода геронтогенеза) аспекты зональной регенерации адренокортикоцитов (Mitani F. et al., 1999; Ennen W.B. et al., 2005). Представлены некоторые морфологические критерии изменения структурно-функционального состояния адренокортикоцитов в условиях общего охлаждения организма (Алябьев Ф.В. и др., 2007). Резервные возможности органа, особенно с точки зрения его регенераторных возможностей и компенсаторно-приспособи­тельных реакций при воздействии на организм экстремальных экзогенных факторов и старении, изучены недостаточно. Большое значение для разработки прогностических критериев состояния надпочечников имеет выяснение закономерностей и особенностей внутриклеточной реорганизации адренокортикоцитов, в том числе и органелл, вовлеченных в процессы стероидогенеза, при действии экстремальных факторов и в процессе геронтогенеза.

Цель исследования – изучить общие закономерности и особенности тканевой и внутриклеточной реорганизации коры надпочечников экспериментальных животных при действии экстремальных экологических факторов (гипоксии, гипертермии) и при генетически детерминированных метаболических нарушениях, обусловливающих преждевременное старение.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи.

1. На основе сравнительного гисто-стереологического анализа изучить закономерности пространственной тканевой реорганизации коры надпочечников при экстремальных экологических воздействиях (гипоксии и гипертермии).

2. Выяснить закономерности внутриклеточной реорганизации адренокортикоцитов крыс и мышей при экстремальных экологических воздействиях.

3. Изучить регенераторные возможности адренокортикоцитов на основе количественной оценки их общей численности в коре надпочечников в период посттепловой реституции.

4. Изучить особенности возрастной реорганизации коры надпочечников крыс линии OXYS, подверженных преждевременному старению.

5. Изучить особенности внутриклеточной реорганизации адренокортикоцитов в процессе естественного (крысы Вистар) и преждевременного (крысы OXYS) старения, обусловленного нарушениями метаболизма.

Научная новизна. Впервые проведено комплексное морфологическое исследование структурной реорганизации коры надпочечников мелких грызунов при действии экстремальных экологических факторов (гипобарической гипоксии и общего перегревания организма) и в процессе естественного и преждевременного старения. Показано, что при острых стрессирующих воздействиях и в позднем онтогенезе развивается атрофия коры надпочечников, при многократных стрессирующих воздействиях – гипертрофия. Атрофические изменения коры надпочечников при действии острых стрессирующих факторов носят транзиторный характер, в процессе геронтогенеза атрофия коры является отражением необратимого инволютивного процесса и наиболее выражена при генетически детерминированных нарушениях метаболизма, обусловливающих преждевременное старение.

Впервые установлено, что общей закономерностью структурной реорганизации коры надпочечников при действии стрессирующих факторов и в процессе геронтогенеза является диспропорциональный характер изменений размерных характеристик образующих кору структурно-функциональных зон. При острых стрессирующих воздействиях уменьшение ширины клубочковой и пучковой зон сопровождается увеличением ширины сетчатой зоны. При многократных воздействиях стрессирующего фактора происходит более значительное увеличение ширины пучковой зоны по сравнению с сетчатой при уменьшении ширины клубочковой зоны.

Впервые показано, что в процессе естественного старения (крысы Вистар) происходит такое же ремоделирование коры надпочечника, как и при многократных стрессирующих воздействиях, заключающееся в непропорциональном увеличении ширины пучковой зоны. У преждевременно стареющих крыс OXYS стрессогенный фенотип коры надпочечника развивается уже в молодом возрасте (5 мес), и в позднем онтогенезе происходит его реверсия. Установлено, что закономерностью возрастной структурно-функциональной реорганизации коры надпочечников является уменьшение ширины сетчатой зоны.

Установлено, что при действии на организм однократных и многократных стрессирующих факторов в коре надпочечников развиваются стереотипные морфофункциональные изменения: делипидизация адренокортикоцитов, нарастание гетерогенности адренокортикоцитов и полнокровие капилляров, особенно в сетчатой зоне. Показано, что морфофункциональные перестройки в надпочечниках сопровождаются изменениями показателей электропроводности – увеличением коэффициента поляризации и низкочастотного сопротивления.

Впервые показано, что общей закономерностью пространственной реорганизации коры надпочечников у мелких грызунов при действии экстремальных экологических факторов (гипобарической гипоксии и общем перегревании) и в процессе геронтогенеза является увеличение объемной плотности, объемного и поверхностно-объемного отношения капилляров к адренокортикоцитам. Увеличение объемного отношения капилляров вносит основной вклад в увеличение стромально-паренхиматозных отношений при действии экстремальных факторов и старении. Показано, что введение нероболила снижает, но не устраняет диспропорциональный характер изменений структурных плотностей капилляров и адренокортикоцитов.

Впервые показано, что при остром и хроническом действии экстремальных экологических факторов сохраняется регенераторный потенциал адренокортикоцитов, что у крыс проявляется в значительном увеличении ширины камбиального слоя, а у мышей – в увеличении концентрации адренокортикоцитов в 1 мг ткани в период посттепловой реституции.

Впервые установлены особенности внутриклеточной реорганизации адренокортикоцитов при действии экстремальных экологических факторов и в процессе геронтогенеза. Показано, что стрессогенная внутриклеточная реорганизация адренокортикоцитов определяется тремя основными событиями – развитием общего адаптационного синдрома (истощение липидных капель, уменьшение объемного отношения липосом к митохондриям), нарастанием регенераторно-пластической недостаточности клеток (сегрегация нуклеолонемы, деструкция митохондрий, усиление процессов аутофагоцитоза) и развитием процессов внутриклеточной регенерации. Впервые показано, что отличием возрастного ремоделирования адренокортикоцитов от стрессогенного является увеличение объемного отношения липосом к митохондриям и накопление в клетках липофусцина.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные представляют собой новые знания о закономерностях структурной реорганизации коры надпочечников при действии экстремальных экологических факторов и в процессе старения. Полученные результаты раскрывают особенности тканевых, клеточных и внутриклеточных перестроек коры надпочечников при острых и хронических стрессирующих воздействиях и в процессе естественного и преждевременного старения, обусловленного генетически детерминированными нарушениями обмена веществ. Данные о выраженности регенераторных реакций адренокортикоцитов имеют большое значение для выяснения резервных возможностей надпочечников при развитии адаптивно-компенсаторных реакций и старении организма.

Результаты исследования имеют фундаментальное значение, поскольку показывают наличие общих биологических детерминант в формировании стрессогенного и возрастного вариантов ремоделирования коры надпочечников. Полученные данные могут быть использованы для разработки морфофункциональных диагностических и прогностических критериев состояния как адреналовой железы, так и организма в целом при экстремальных воздействиях (гипоксия и гипертермия), а также в процессе старения.



Основные положения, выносимые на защиту:

1. Закономерностью адаптивно-компенсаторного и возрастного ремоделирования коры надпочечников является диспропорциональный характер изменений размерных характеристик ее структурно-функциональных зон. Стрессогенный вариант ремоделирования коры характеризуется непропорциональным увеличением ширины пучковой зоны и уменьшением ширины клубочковой зоны. Для возрастного ремоделирования характерно стойкое уменьшение ширины сетчатой зоны.

2. К закономерностям пространственной реорганизации коры надпочечника при экстремальных экологических воздействиях, при естественном и преждевременном старении относится увеличение объемной плотности, объемного и поверхностно-объемного отношения капилляров к адренокортикоцитам, которое определяет увеличение объемного отношения стромы к паренхиме.

3. При острых и хронических стрессирующих воздействиях сохраняется регенераторный потенциал адренокортикоцитов, что проявляется в выраженном увеличении камбиального слоя, особенно в условиях многократного действия стрессирующего фактора. Гиперпластические реакции адренокортикоцитов в постстрессовый период проявляются в значительном увеличении концентрации клеток в 1 мг ткани.

4. Внутриклеточная реорганизация адренокортикоцитов после экстремальных воздействий (гипоксия и гипертермия) определяется тремя основными событиями – развитием общего адаптационного синдрома, нарастанием регенераторно-пластической недостаточности клеток и развитием процессов внутриклеточной регенерации. Возрастное ремоделирование адренокортикоцитов в отличие от стрессогенного проявляется в увеличении объемного отношения липосом к митохондриям и накоплении в клетках липофусцина.


Каталог: common -> img -> uploaded -> files -> vak -> announcements -> biolog -> 2009
2009 -> Системный подход к оценке состояния иммунного гомеостаза при остром инфаркте миокарда 14. 00. 36 аллергология и иммунология
2009 -> Интероцептивные эффекты психотропных препаратов 14. 00. 25-фармакология, клиническая фармакология
2009 -> Механизмы послеоперационных нарушений моторно-эвакуаторной функции желудка и тонкой кишки и их фармакологическая коррекция 14. 00. 16 патологическая физиология
2009 -> Роль цитомегаловирусной инфекции в патологии плода и новорожденного. Поиск новых противовирусных средств. 03. 00. 06. Вирусология
biolog -> Закономерности влияния пестицидов на показатели метаболизма агрокультур и формирование патологий раннего онтогенеза человека 03. 00. 16 экология 03. 00. 04 биохимия
2009 -> Экспериментальное обоснование разработки средств профилактики при сочетанном воздействии на животных токсичных элементов, микотоксинов и пиретроидов 16. 00. 04 ветеринарная фармакология с токсикологией; 16
biolog -> Новые бактериоцины лактококков и их практическое использование
biolog -> Оглы паразитизм и хищничество представителей типа arthropoda в агробиоценозах основных ягодных культур


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница