Культура нервной ткани: некоторые методологические аспекты Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

ка показателей электропроводности изученных корпоральных биоактивных точек. Летом величины электропроводности активных точек выше, чем зимой, а весенние и осенние показатели занимают промежуточное положение. Независимо от сезона года показатели электропроводности активных точек кожи у детей в правой и левой половинах тела остаются симметричными.

Список литературы:

1. Сосновик Г.И., Свирская З.В., Головач Ю.Д. Возможности использования электропроводности биологически активных точек в диагностических целях // Тез. докл. 8-го съезда Белорусского физиологического общества им. И.П. Павлова. - Мн., 1991. - С. 17.

2. Карцев В.И., Никифоров В.Г., Савин А.Б., Куликов С.В. О некоторых возможностях оценки надежности биологических систем методами аурику-ло- и иридодиагностики // В сб.: Надежность и гомеостаз биологических систем. - К., 1987. - С. 152-155.

3. Кандрор И.С., Спирова А.В., Шафранова Е.И. О характере электрокожной активности в процессе перехода от бодрствования ко сну // Физиология человека. - 1986. - Т. 12, № 2. - С. 296-300.

4. Андронов А.С., Закурдаев В.В., Исаев-Петров В.С., Козлов В.Г., Кулик Т.Г., Першин А.В., Рябков И.И., Цепкова Г.А., Червяков С.И. Биологически активные точки - объективный источник информации о функционировании организма // Ж.Судостроительная промышленность. Серия общетехническая. - 1990. - № 28. - С. 3-23.

5. Tuleukhanov S.T., Gumarova L.Sh. Investigation of diurnal dynamics of bioelectrical indices of the acupuncture points // Bulletin KSNU. Natural science series. The third issue. - Almaty, 2000. - P. 13-20.

6. Nakatani Y. Aquide for Application of Ryodoraky Autonomous Nerve Regulatory Therapy. - Tokyo: Japan. Sos. Ryodoraky Autonomic Nervous System, 1972. - 208 p.

КУЛЬТУРА НЕРВНОЙ ТКАНИ: НЕКОТОРЫЕ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

© Букин Д.Ю.*, Кравцов А.А.*, Золотавина М.Л.¥

Кубанский государственный университет, г. Краснодар

Метод культуры тканей - относительно новая область биологии, однако первые попытки выращивания живых организмов и их частей появились

* Аспирант.

* Научный сотрудник отдела Биологически активных веществ им. А.Я. Шурыгина, кандидат биологических наук.

" Доцент кафедры Биохимии и физиологии, кандидат биологических наук.

уже в XIX веке. И первым ученым предпринявшим успешные действия был английский физиолог С. Румпф, который изобрел особый солевой раствор, обеспечивавший поддержку биения сердец животных вне организма. Затем, в 1885 году Вильгельм Ру установил принцип культивирования тканей.

Но сама техника культуры ткани была разработана в начале XX века [Harrison, 1907]. Более 50 лет после изобретения метода культивации подвергались цельные фрагменты ткани, т.е. культуры были дезагрегированными (органотипическими). Лишь в 50-х годах диспергированные получили широкое распространение, что было связано с разработкой и внедрением питательных сред [Eagle, 1955].

В данной работе мы попытаемся ответить на вопрос о том, для каких исследований предпочтительнее выбрать тот или иной метод культивирования.

На сегодняшний день наиболее широкого распространения получили два основных метода формирования культур [Shaeffer, 1990]: органная - сохранение, хотя бы частично, структурно-функциональных характеристик ткани, для этого культивация происходит на разделе фаз среда-газ; клеточная - фрагмент ткани измельчается (физически и / или химически), после этого культивация идет в виде адгезионного монослоя либо суспензии.

Сравнительная характеристика этих методов представлена в табл. 1 [Фрешни, 2010].

Каждый из методов позволяет исследовать лишь определенные показатели. Например, органные культуры - единственные, которые сохраняют структуру ткани, тем самым давая возможность провести гистологические исследования, однако они дороги и обладают низкой воспроизводимостью. Клеточные культуры легко воспроизводимы, дешевы и применяются в биохимических, иммунологических и молекулярных исследованиях.

Таким образом, выбор метода зависит от целей исследования.

Таблица 1

Сравнительная характеристика методов культуры ткани

Категория Органная культура Клеточная культура

Источник Эмбриональные органы, фрагменты взрослых тканей Измельченные ткани, первичная культура, пересеянная клеточная линия

Трудозатраты Высокие Низкие

Исследуемые характеристики Гистология Биохимические, молекулярные, иммунологические и цитологические исследования

Гистология Информативна Невозможна

Биохимическая дифференциация Возможна Утрачена, но возможно восстановление

Пересев Невозможен Стандартная процедура

Повторный отбор проб, воспроизводимость, гомогенность Высокая вариабельность, низкая воспроизводимость Низкая вариабельность, высокая воспроизводимость

Количественный анализ Затруднен Простой, много доступных технических средств

Соответственно, необходимо обладать знаниями о том, какой метод надо применять к конкретным исследованиям исследования, чтобы определиться с направлением и избежать лишних затрат. В табл. 2 мы разместили некоторые исследования, выполненные с помощью методов культуры ткани.

Таблица 2

Некоторые исследования, выполненные с использованием методов культуры ткани

Метод культуры Исследование Авторы, применяющие методы культивации

Клеточная культура на микропланшетах Низкокалиевый апоптоз See et al., 2001

Моделирование глутаматной эксайтотоксичности Ward et al., 2000

Влияние ацидоза на жизнеспособность клеток Стельмашук, Беляева, Исаев, 2006

Изучение состояния синапсов Losi et al., 2001

Изучение влияния ионов (РЬ) на состояние клетки Braga et al., 2004

Контроль количества ионов (Ca) в цитоплазме и мембранных структурах (митохондриях) Pivovarova et al., 2004

Культура нейронов на мульти-электродной матрице Функционирование нейронной сети Ведунова и др., 2011

Органные культуры Нейритный рост Bertrand et al., 2005

Изучение дифференциации нейронов Boisseau, Simonneau, 1989

Организация и функционирование синапсов Hirano, Hagiwara, 1988

Работы, приведенные в таблице, демонстрируют, что для исследования внутриклеточных процессов и реакций отдельных клеток на внешние стимулы предпочтительнее использовать клеточные культуры, тогда как при изучении особенностей структуры того или иного отдела нервной системы, межклеточных контактов, процессов нейритного роста более удобной моделью могут служить органные культуры.

Для регистрации клеточной реакции на различные состояния требуются клетки разных возрастов (эмбрионов или детенышей), причем время культивации также может варьироваться, в зависимости от требуемой степени зрелости клеток, которая в частности может определятся по наличию специфических рецепторов в синапсах.

Иногда авторы используют нестандартные техники культивирования клеток, что позволяет расширить спектр анализируемых параметров и получаемых данных [Ведунова и др., 2011]. Так при изучении особенностей функционирования сети нейронов возможно использование культуры клеток на электродной матрице вместо стандартной культуры на микропланшетах. Данный подход позволяет исследовать изменения активности клеток, функциональной структуры нейронной сети и связывать все это с последующей судьбой (гибель или выживание при экстремальном воздействии) отдельных нейронов.

Также имеет место сочетание экспериментов на клетках с предварительным воздействием на животных. Ишемическое воздействие на клетки in vivo и затем исследование их состояния - один из вариантов альтернативы клеточной культуре и химическому воздействию [Asadi-Shekaari M. et al., 2010].

Таким образом, среди методов культуры ткани выделяют органную культуру и клеточную. Для биохимических и иммунологических исследований процессов на уровне отдельных клеток чаще всего используется клеточная культура, а для изучения морфологии и структуры ткани - органная.

Список литературы:

1. Ведунова М.В., Коротченко С.А. и др. Влияние кратковременной глю-козной депривации на функционирование нейронной сети первичной культуры гиппокампа на мультиэлектродной матрице // Вестник Нижегородского университета им. Н.И.Лобачевского. - 2011. - Вып. 2. - С. 237-242.

2. Стельмашук Е.В., Беляева Е.А. и др. Снижение жизнеспособности культивированных клеток-зерен мозжечка при ацидозе // Морфология. -2006. - Т. 129, N 2. - С. 91.

3. Фрешни Р.Я. Культура животных клеток: практическое руководство. -Бином. Лаборатория знаний, 2010. - 691 с.

4. Asadi-Shekaari M. [et al.]. Effects of Semelil (ANGIPARS™) on focal cerebral ischemia in male rats // DARU. - 2010, Vol. 18, No. 4. - P. 265-269.

5. Bertrand J. [et al.] Application of Rho Antagonist to Neuronal Cell Bodies Promotes Neurite Growth in Compartmented Cultures and Regeneration of Retinal Ganglion Cell Axons in the OpticNerve of Adult Rats // The Journal of Neuroscience. - 2005. - Vol. 25 (5). - P. 1113-1121.

6. Boisseau S. аМ Simonneau М. Mammalian neuronal differentiation: early expression of a neuronal phenotype from mouse neural crest cells in a chemically defined culture medium // Development. - 1989. - Vol. 106. - Р. 665-674.

7. Braga M.F.M. [et al.] Pb2 via Protein Kinase C Inhibits Nicotinic Choli-nergic Modulation of Synaptic Transmission in the Hippocampus // The journal of pharamcology and experimental therapeutics. - 2004. - Vol. 311, No. 2. -P. 700-710.

8. Eagle H. Nutrition needs of mammalian cells in tissue culture // Science. -1955. - Vol. 122. - Р. 501-504.

9. Harrison R. Observations on the living developing nerve fiber // Anat. Rec. Proc. Soc. Exp. Med. - 1907. - Р. 140-143.

10. Hirano T., Hagiwara S. Synaptic transmission between rat cerebellar granule and Purkinje cells in dissociated cell culture: Effects of excitatory-amino acid transmitter antagonists // Proc. Nad. Acad. Sci. USA. - 1988. - V 85. - Р. 934-938.

11. Losi G. [et al.] Neurons Silent Synapses in Developing Cerebellar Granule Neurons // J. Neurophysiol. - 2002. - Vol. 87. - Р. 1263-1270.

12. Pivovarova N.B. [et al.] Preconditioning reduces NMDA-induced, calcium-dependent mitochondrial damage in hippocampal neurons // J. Neurochem. -2008. - Vol. 104. - Р. 1686-1699.

13. Schaeffer W.I. Terminology Associated with Cell Tissue and Organ Culture, Molecular Biology and Molecular Genetics // In Vitro Cellular and Developmental Biology. - 1990. - Vol. 26. - P. 97-101.

14. See V [et al.] Calcium/calmodulin-dependent protein kinase type IV (CaMKIV) inhibits apoptosis induced by potassium deprivation in cerebellar granule neurons // FASEB. - 2001. - Vol. 15. - P. 134-144.

15. Ward M. V [et al.] Mitochondrial Membrane Potential and Glutamate Excitotoxicity in Cultured Cerebellar Granule Cells // The Journal of Neuroscience. - 2000. - Vol. 20 (19). - P. 7208-7219.

ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ СОРТОВ ВИНОГРАДА ПО ФИЗИОЛОГИЧЕСКИМ И АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ

© Ненько Н.И.*, Киселева Г.К.*, Схаляхо Т.В.*

Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт

садоводства и виноградарства Россельхозакадемии, г. Краснодар

Изучены физиологические и анатомо-морфологические особенности сортов винограда из Всероссийской Ампелографической коллекции ГНУ АЗОСВиВ в летний период. Выявлено, что сорт Красностоп АЗОС является носителем признаков засухоустойчивости, сорт Достойный - жаростойкости, что может использоваться в практической селекции.

Природный и почвенно-климатический потенциал территорий юга России позволяет выращивать виноград столовых, технических и универсальных сортов с высокими потребительскими качествами для использования в свежем виде и промышленной переработки. Произошедшие в последние десятилетия глобальные изменения климата привели к его засушливости и утрате адаптивности некоторых сортов винограда к условиям выращивания, в том числе и к снижению их засухоустойчивости [1-4]. В связи с этим актуальны физиологические и анатомо-морфологические исследования для выделения сортов с повышенной засухоустойчивостью.

* Заведующий лабораторией Физиологии и биохимии растений, доктор сельскохозяйственных наук.

* Старший научный сотрудник лаборатории Физиологии и биохимии растений, кандидат биологических наук.

" Младший научный сотрудник лаборатории Физиологии и биохимии растений.