Научная статья на тему 'ОБ ИЗУЧЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СТАРЕНИЯ И ДОЛГОЛЕТИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ НА НЕПЕРЕСЕВАЕМЫХ КУЛЬТУРАХ КЛЕТОК'

ОБ ИЗУЧЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СТАРЕНИЯ И ДОЛГОЛЕТИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ НА НЕПЕРЕСЕВАЕМЫХ КУЛЬТУРАХ КЛЕТОК Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
89
27
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
AGING / SURVIVAL CURVES / GOMPERTZ FUNCTION / GEROPROTECTORS / CYTOGERONTOLOGY / СТАРЕНИЕ / КРИВЫЕ ВЫЖИВАНИЯ / ФУНКЦИЯ ГОМПЕРТЦА / ГЕРОПРОТЕКТОРЫ / ЦИТОГЕРОНТОЛОГИЯ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Клебанов А.А., Моргунова Г.В., Хохлов А.Н.

В последние годы в нашей лаборатории было показано, что клетки животных в непересеваемой культуре стареют и умирают в соответствии с законом Гомпертца. Иначе говоря, вероятность их гибели в стационарной фазе роста увеличивается экспоненциально - они ведут себя так же, как когорты животных или людей в экспериментально-геронтологических исследованиях. В связи с тем, что такого рода исследования мы, как правило, проводим в рамках тестирования различных соединений, интересных в плане воздействия на старение человека, нам нужны количественные показатели, позволяющие оценивать геропротекторную активность изучаемых веществ. Мы ввели несколько новых показателей, например, аналоги средней и максимальной продолжительности жизни и позволяющие анализировать такие кривые выживания. Они обеспечивают возможность сравнения «когорт» подобно тому, как мы сравниваем когорты экспериментальных животных. Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов. Работа выполнена в соответствии с этическими принципами проведения исследований с участием человека Хельсинской Декларации Всемирной Медицинской Ассоциации (Declaration of Helsinki), пересмотр 2013 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Клебанов А.А., Моргунова Г.В., Хохлов А.Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ON THE STUDY OF THE PATTERNS OF AGING AND LONGEVITY IN EXPERIMENTS WITH NON-SUBCULTURED CELL CULTURES

In recent years, in our laboratory, it has been shown that animal cells in a non-subcultured culture age and die in accordance with Gompertz law. In other words, the probability of their death in the stationary phase of growth increases exponentially, i.e., they behave in the same way as cohorts of animals or people in experimental gerontological studies. Due to the fact that we usually conduct such studies as part of testing various compounds that are interesting in terms of the effects on human aging, we need quantitative indicators to evaluate the geroprotective activity of the substances studied. We have introduced several new indices, which are, for example, analogs of the average and maximum life span and could be used for analyzing such survival curves. They allow us to compare «cohorts» in the same way as we compare cohorts of experimental animals. The authors declare no conflict of interest. The work was carried out according to the ethical conduct of the study involving human of the World Medical Association Declaration of Helsinki), revision in 2013.

Текст научной работы на тему «ОБ ИЗУЧЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СТАРЕНИЯ И ДОЛГОЛЕТИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ НА НЕПЕРЕСЕВАЕМЫХ КУЛЬТУРАХ КЛЕТОК»

Natalia A. Balashova, Ph. D. in Medicine, Associate Professor, Associate Professor at the Department of Propaedeutics of Internal Diseases and Therapy of the State Budget Institution of Higher Professional Education «Krasnoyarsk State Medical University named after Professor V.F. Voino-Yasenetzkiy» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation, 1a P. Zheleznyaka St., 660022, Krasnoyarsk, Russian Federation. Tel.: 8 (950) 430-44-33. E-mail: balashova-61@mail.ru.

Roman A. Yaskevich - Ph. D. in Medicine, Associate Professor, Leading researcher of the Research Institute of Medical Problems of the North - a separate division of FRC KSC SB RAS, Krasnoyarsk, P. Zheleznyaka St., 3g, Associate Professor at the Department of Propaedeutics of Internal Diseases and Therapy of the State Budget Institution of Higher Professional Education «Krasnoyarsk State Medical University named after Professor V.F. Voino-Yasenetzkiy» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation, 1a P. Zheleznyaka St., Krasnoyarsk. Tel.: 8 (903) 924-44-25. E-mail: holter-24@yandex.ru.

Для цитирования: Иванов А.Г., Козлов Е.В., Деревянных Е.В., Балашова Н.А., Яскевич РА. ПОКАЗАТЕЛИ ЛИПИДНОГО ОБМЕНА У МУЖЧИН ПОЖИЛОГО ВОЗРАСТА С ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЛЕГКИХ И АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТОНИЕЙ. Клиническая геронтология. 2019; 25 (9-10): 11-14. DOI: 10.26347/1607-2499201909-10011-014.

For citation: Ivanov A.G., Kozlov E.V., Derevyannich E.V., Balashova N.A., Yaskevich R.A. INDICATORS OF LIPID METABOLISM IN ELDERLY MEN WITH CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY DISEASE AND HYPERTENTION. Clin. Gerontol. 2019; 25 (9-10): 11-14. DOI: 10.26347/1607-2499201909-10011-014.

DOI: 10.26347/1607-2499201909-10014-016

ОБ ИЗУЧЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СТАРЕНИЯ И ДОЛГОЛЕТИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ НА НЕПЕРЕСЕВАЕМЫХ КУЛЬТУРАХ КЛЕТОК

А.А. Клебанов, Г.В. Моргунова, А.Н. Хохлов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Сектор эволюционной цитогеронтологии, биологический факультет, Российская Федерация, 119234 Москва, Ленинские горы, 1, стр. 12

В последние годы в нашей лаборатории было показано, что клетки животных в непересеваемой культуре стареют и умирают в соответствии с законом Гомпертца. Иначе говоря, вероятность их гибели в стационарной фазе роста увеличивается экспоненциально - они ведут себя так же, как когорты животных или людей в экспе-риментально-геронтологических исследованиях. В связи с тем, что такого рода исследования мы, как правило, проводим в рамках тестирования различных соединений, интересных в плане воздействия на старение человека, нам нужны количественные показатели, позволяющие оценивать геропротекторную активность изучаемых веществ. Мы ввели несколько новых показателей, например, аналоги средней и максимальной продолжительности жизни и позволяющие анализировать такие кривые выживания. Они обеспечивают возможность сравнения «когорт» подобно тому, как мы сравниваем когорты экспериментальных животных.

Ключевые слова: старение, кривые выживания, функция Гомпертца, геропротекторы, цитогеронто-логия

Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.

Работа выполнена в соответствии с этическими принципами проведения исследований с участием человека Хельсинской Декларации Всемирной Медицинской Ассоциации (Declaration of Helsinki), пересмотр 2013 г

ON THE STUDY OF THE PATTERNS OF AGING AND LONGEVITY IN EXPERIMENTS WITH NON-SUBCULTURED CELL CULTURES

A.A. Klebanov, G.V. Morgunova, A.N. Khokhlov

Evolutionary Cytogerontology Sector, School of Biology, Lomonosov Moscow State University, Russian Federation, 119234 Moscow, 1-12 Leninskiye Gory

In recent years, in our laboratory, it has been shown that animal cells in a non-subcultured culture age and die in accordance with Gompertz law. In other words, the probability of their death in the stationary phase of growth increases exponentially, i.e., they behave in the same way as cohorts of animals or people in experimental gerontological studies. Due to the fact that we usually conduct such studies as part of testing various compounds that are interesting in terms of the effects on human aging, we need quantitative indicators to evaluate the geroprotective activity of the substances studied. We have introduced several new indices, which are, for example, analogs of the average and maximum life span and could be used for analyzing such survival curves. They allow us to compare «cohorts» in the same way as we compare cohorts of experimental animals.

Key words: aging, survival curves, Gompertz function, geroprotectors, cytogerontology

The authors declare no conflict of interest.

The work was carried out according to the ethical conduct of the study involving human of the World Medical Association Declaration of Helsinki), revision in 2013.

Наиболее надежным способом обнаружения у изучаемого соединения геропротекторных свойств в экспериментах с животными является построение кривых выживания [1-3]. По изменению формы этих кривых можно сделать выводы о том, как влияет соединение на старение популяции. Подобный подход было бы интересно использовать и в экспериментах на клеточных культурах.

XXIVМЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

При изучении «стационарного старения» клеточных культур (увеличение вероятности гибели клеток непроли-ферирующей культуры со временем, сопровождающееся накоплением «возрастных» повреждений, сходных с изменениями в клетках стареющих многоклеточных организмов) мы определяем кинетику их вымирания со временем и строим кривые выживания. Получаемые в ходе таких экспериментов данные хорошо аппроксимируются с помощью уравнения Гомпертца, что было показано нами ранее [4]. Мы предположили, что аппроксимация позволяет не только сгладить разброс данных, но и вычислить некоторые дополнительные показатели для оценки старения, аналогичные соответствующим показателям когорт животных, - среднюю продолжительность жизни (СПЖ), медианную продолжительность жизни (ПЖ50; продолжительность жизни когорты, когда от ее исходной численности остается ровно половина), 90%-ную продолжительность жизни (ПЖ90; продолжительность жизни когорты, когда от ее исходной численности остается 10%). Кроме того, поскольку оценку вышеуказанных параметров производят, используя интегральную функцию Гомпертца, становится возможным, продифференцировав ее, вычислить для исследуемой клеточной популяции силу смертности в нулевой момент времени ^0) и темп старения (а).

При исследовании старения или вымирания таких объектов, как животные либо люди, всегда рассматривают их когорты, то есть группы, синхронизированные по возрасту. В случае же с клеточными популяциями мы сталкиваемся с проблемой определения «когорты», так как засеваемые во флаконы клетки активно пролиферируют и из-за этого имеют разный «возраст». Синхронизация наступает в конце фазы интенсивного роста клеточной культуры, когда все отдельные клетки оказываются в фазе 30 и их деление прекращается вследствие контактного торможения. Поэтому началом «жизни когорты клеток» (у мы считаем момент времени, в который культура достигает насыщающей плотности.

СПЖ - важная характеристика популяции, которая рассчитывается как среднее арифметическое времен жизни подгрупп, доживших до ьх моментов времени. Для вычисления СПЖ мы используем формулу:

,I(t*-1 +tLlH-(N'--1 - Ni)] ,

1 П |Y t: - t: СПЖ = -1 ^ 1' > ^ 1 '

N0

где N0 - максимальная плотность культуры, tj - время, к которому культура достигла плотности N. Однако недостаток СПЖ заключается в том, что этот показатель может быть завышен из-за наличия в изучаемой популяции некоторого количества долгожителей [5].

Дополнительную информацию мы можем получить, рассчитав ПЖ50, которая не зависит от вклада самых малых и самых больших величин дожития. Для этого находим абсциссу точки аппроксимирующей функции, ордината которой равна половине от максимальной плотности популяции, то есть половине того уровня, с которого началось вымирание. Аналогично определяем ПЖ90, то есть время, к которому погибнет 90% клеток.

Используя СПЖ, ПЖ90 и ПЖ50 мы можем больше сказать о старении контрольной и экспериментальной групп. Например, увеличение СПЖ и, что особенно важно, ПЖ90 под влиянием того или иного исследуемого соединения говорит том, что оно действительно может иметь геропротекторные свойства. Изменение только СПЖ не очень информативно для нас, так как может в значительной степени определяться факторами, не связанными со старением. Сближение величин ПЖ50 и СПЖ говорит о том, что культура клеток оказывается в более благоприятных условиях существования, т.к. форма кривой в этом случае будет приближаться к прямоугольной (рек-тангуляризация), как и в случае с кривыми выживания для жителей развитых стран. Наконец, мы можем сравнивать продолжительность жизни клеток в контрольной и экспериментальной группе с использованием непараметрических критериев, например, критерия Колмогорова-Смирнова.

Оценка кинетики вымирания клеточной культуры с последующим анализом кривых выживания и определением разных показателей продолжительности жизни клеток могут быть полезны не только в фундаментальных ге-ронтологических исследованиях, но и в клинических исследованиях. Например, выживаемость культуры клеток, полученных от доноров разного возраста, может стать биомаркером возраста. Ранее в качестве таких биомаркеров предлагалось использовать количество удвоений, которое проходят клетки, полученные от доноров разного возраста [6], или колониеобразующую способность донорских клеток [7]. Предложенный нами анализ с расчетом показателей продолжитальности жизни может оказаться более информативным.

Работа выполнена на основании бюджетного финансирования.

ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES

1. Comfort A. Ageing: The biology of senescence. London: Routledge & Kegan Paul; 1964: 365.

2. Дубина Т.Л., Разумович А.Н. Введение в экспериментальную геронтологию. Минск: Наука и техника; 1975: 168. Dubina T.L., Razumovich A.N. [Introduction to experimental gerontology]. Minsk: Science and Technology; 1975; 168. Russian.

3. Khokhlov A.N. From Carrel to Hayflick and back, or what we got from the 100-year cytogerontological studies. Biophysics. 2010; 55 (5): 859-864. DOI: 10.1134/S0006350910050313

4. Khokhlov A.N., Klebanov A.A., Karmushakov A.F., et al. Testing of geroprotectors in experiments on cell cultures: choosing the correct model system. Moscow UnivBio. Sci Bull. 2014; 69 (1): 10-14. DOI: 10.3103/S0096392514020035

5. Ермаков С.П., Гаврилова Н.С. Первичная статистическая обработка данных по выживаемости организмов. Итоги науки и техники. Серия «Общие проблемы биологии», т. 6, Популяционная геронтология. Под. ред. Бурлаковой Е.Б., Гаврилова Л.А. М.: ВИНИТИ; 1987: 230-276. Ermakov S.P., Gavrilova N.S. [Primary statistical processing of data on the survival of organisms]. Advances in Science and Technology. Series «General Problems of Biology», vol. 6, Population Gerontology. Edited by Burlakova E.B., Gavrilov L.A.M.: VINITI; 1987: 230-276]. Russian.

6. Smith J.R., Venable S., Roberts T.W., et al. Relationship between in vivo age and in vitro aging: assessment of 669 cell cultures derived from members of the Baltimore Longitudinal Study of Aging. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 2002; 57 (6): B239-B246. Russian.

7. Smith J.R., Pereira-Smith O., Good PI. Colony size distribution as a measure of age in cultured human cells. A brief note. Mech. Ageing Dev. 1977; 6 (4): 283-286.

Поступила 07.06.2019 Принята к опубликованию 22.08.2019 Receivrd 07.06.2019 Accepted 22.08.2019

Сведения об авторах

Клебанов Александр Александрович - научный сотрудник сектора эволюционной цитогеронтологии биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Российская Федерация, 119234 Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12, биологический факультет МГУ. Тел.: 8 (495) 939-15-90. E-mail: klebanov@mail.bio.msu.ru.

Моргунова Галина Васильевна - научный сотрудник сектора эволюционной цитогеронтологии биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Российская Федерация, 119234 Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12, биологический факультет МГУ Тел.: 8 (495) 939-15-90. E-mail: morgunova@mail.bio.msu.ru.

Хохлов Александр Николаевич - д. б. н., заведующий сектором эволюционной цитогеронтологии биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Российская Федерация. 119234 Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12, биологический факультет МГУ Тел.: 8 (495) 939-15-90. E-mail: khokhlov@mail.bio.msu.ru.

About the authors

Alexander A. Klebanov - Associate Researcher, Evolutionary Cytogerontology Sector, School of Biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow. Address: School of Biology, Lomonosov Moscow State University, 1-12 Leninskiye Gory, Moscow, 119234. Tel.: 8 (495) 939-15-90. E-mail: klebanov@mail.bio.msu.ru.

Galina V. Morgunova - Associate Researcher, Evolutionary Cytogerontology Sector, School of Biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow. Address: School of Biology, Lomonosov Moscow State University, 1-12 Leninskiye Gory, Moscow, 119234. Tel.: 8 (495) 939-15-90. E-mail: morgunova@mail.bio.msu.ru.

Alexander N. Khokhlov - Sc. D. in Biol, Head of Evolutionary Cytogerontology Sector, School of Biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow. Address: School of Biology, Lomonosov Moscow State University, 1-12 Leninskiye Gory, Moscow, 119234. Tel.: 8 (495) 939-15-90. E-mail: khokhlov@mail.bio.msu.ru.

Для цитирования: Клебанов А.А., Моргунова Г.В., Хохлов А.Н. ОБ ИЗУЧЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СТАРЕНИЯ И ДОЛГОЛЕТИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ НА НЕПЕРЕСЕВАЕМЫХ КУЛЬТУРАХ КЛЕТОК. Клиническая геронтология. 2019; 25 (9-10): 14-16. DOI: 10.26347/1607-2499201909-10014-016.

For citation: Klebanov A.A., Morgunova G.V., Khokhlov A.N. ON THE STUDY OF THE PATTERNS OF AGING AND LONGEVITY IN EXPERIMENTS WITH NON-SUBCULTURED CELL CULTURES. Clin. Gerontol. 2019. 25 (9-10): 14-16. DOI: 10.26347/16072499201909-10014-016.

DOI: 10.26347/1607-2499201909-10016-019

ПРОТОКОЛ «ERAS» В ПЕРИОПЕРАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ РАДИКАЛЬНОЙ РОБОТИЧЕСКОЙ

ЦИСТЭКТОМИИ У БОЛЬНЫХ ПОЖИЛОГО И СТАРЧЕСКОГО ВОЗРАСТА

Д.А. Лахно, М.Б. Зингеренко

ГБУЗ Московский клинический научно-практический центр им. А. С. Логинова Департамента здравоохранения города Москвы, Российская Федерация, 111123 Москва, Шоссе Энтузиастов,86

Цель исследования. Оценить инициальные результаты применения протокола ERAS (Enhanced Recovery After Surgery) при подготовке к операции и в послеоперационном периоде после радикальной робот-ассистиро-ванной цистэктомии у пациентов пожилого и старческого возраста.

Материал и методы. В период с января 2018 по май 2019 г. при подготовке пациентов и ведении послеоперационного периода после радикальной робот-ассистированной цистэктомии в Московском научно-практическом центре применяют ключевые компоненты протокола ERAS. Всего по данному протоколу проведено 10 пациентов старше 60 лет.

Результаты. Первичные результаты внедрения протокола ERAS продемонстрировали эффективность в группе пациентов пожилого и старческого возраста, позволив снизить количество осложнений и сократить сроки госпитализации. В послеоперационном периоде не отмечено ни одного случая послеоперационного пареза кишечника, несостоятельность межкишечного анастомоза отмечена у 1 пациента (10%), а средний койко-день после операции составил 8 дней.

Заключение. Применение ключевых элементов ERAS в рутинной клинической практике в периоперацион-ном периоде радикальной цистэктомии у пациентов пожилого возраста позволяет снизить неблагоприятное воздействие тяжелого стрессового воздействия операции на организм.

Ключевые слова: рак мочевого пузыря, радикальная робот-ассистированная цистэктомия, протокол ERAS

Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.

Работа выполнена в соответствии с этическими принципами проведения исследований с участием человека Хельсинской Декларации Всемирной Медицинской Ассоциации (Declaration of Helsinki), пересмотр 2013 г

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.