CC BY
29
ЗНАЧЕНИЕ ЭНДОГЕННЫХ И ЭКЗОГЕННЫХ РЕГУЛЯТОРОВ В ФОРМИРОВАНИИ РИТМА ПРОЛИФЕРАЦИИ КЛЕТОК ЭПИТЕЛИЯ ПИЩЕВОДА МЫШЕЙ
Кузин С.М., Маркина В.В.
Московский государственный медико-стоматологический университет, кафедра биологии, Москва
Изучены параметры кинетики клеток, ритмы синтеза ДНК и митотической активности в базальном слое эпителия пищевода мышей при нормальном и инвертированном режиме освещения. Показано, что после фотоинверсии не происходит каких-либо существенных нарушений временной организации пролиферации ни на молекулярно-генетическом, ни на клеточном, ни на клеточно-популяционном уровнях. Адаптация к изменившимся условиям освещения происходит путем постепенного фазового сдвига ритмов влево, за счет уменьшения их периодов. Полученные данные указывают на устойчивость механизмов авторегуляции размножения клеток, действующих на клеточно-популяционном уровне, и их главное значение для формирования временной организации и ритмов клеточной пролиферации. Под действием нейрогуморальной регуляции происходит адаптация к изменяющимся фотопериодическим условиям, синхронизация разных биоритмов организма друг с другом и с внешним датчиком времени.
Временная организация пролиферации представляет собой согласованную последовательность процессов, происходящих на молекулярно-генетическом, клеточном и клеточно-популяционном уровнях, проявлением которых являются циркадианные ритмы размножения клеток данного органа, синхронизированные с другими ритмами организма и внешними датчиками времени. Ритмы митотической активности являются с одной стороны результатом процессов авторегуляции пролиферации по принципу отрицательных обратных связей, а с другой -способом адаптации к периодически изменяющимся условиям среды. Основным внешним фактором (датчиком времени), влияющим на биоритмы, является режим освещения. При его изменении происходит адаптация организма к новым условиям, проявлением которой, в частности, является перестройка ритмов пролиферации клеток. Эта перестройка занимает определенное время, в течение которого наблюдается рассинхронизация разных биоритмов организма друг с другом и внешним фотопериодическим датчиком времени. Целью работы было изучение временной организации пролиферации клеток в период ее перестройки при изменении условий освещения.
После адаптации к нормальному фоторежиму ( свет с 8.00 до 20.00) проводили эксперименты на контрольной группе животных, а через 5, 10 и 17 дней после инверсии освещения (свет с 20.00 до 8.00) исследовали животных трех опытных групп. Для изучения ритмов пролиферативной активности мышей каждой группы забивали в течение 2-х суток с трехчасовыми интервалами. За час перед забоем вводили тимидин -3[Н]. Готовили гистоавторадиографические препараты пищевода, на которых определяли митотический индекс, и индекс меченых ядер. Для изучения параметров кинетики клеток животным в 14 и 2 часа (максимум и минимум суточного ритма ДНК-синтезирующих клеток) вводили тимидин -3[Н] и забивали с интервалами 1-3 часа в течение 32 часов после инъекции. На авторадиографических препаратах определяли долю меченых митозов (ММ) среди всех делящихся клеток. Длительность периодов митотического цикла определяли методом Квастлера-Шермана. Степень синхронизации клеток, последовательность и временную упорядоченность процессов, происходящих в митотическом цикле, изучали по характеру изменений ММ.
Результаты исследования показали, что после инверсии освещения не происходит каких-либо существенных нарушений временной организации пролиферации в эпителии пищевода мышей ни на молекулярно-генетическом, ни на клеточном, ни на клеточно-популяционном уровне. Временные закономерности вступления клеток в синтетический и другие периоды цикла; последовательность событий и степень синхронизации клеток в популяции при продвижении по митотическому циклу; закономерности "выбора пути " клеток в митотический цикл, G0-период или дифференцировку после завершения митоза; длительность отдельных периодов и митотического цикла в целом - все это сохраняется на всех сроках после фотоинверсии в пределах, характерных для контрольных животных. Ритмы синтеза ДНК и деления клеток после фотоинверсии сохраняются, однако происходит их постепенная перестройка в соответствие с новыми условиями освещения посредством фазового сдвига влево (период ритма уменьшается) со средней скоростью 0,5 часа за сутки. Таким образом, полной инверсии ритма пролиферации клеток за 19 дней эксперимента не произошло, его фазовый сдвиг по сравнению с контролем за это время составил 9-10 часов. Сохранение ритмов синтеза ДНК и деления клеток после фотоинверсии свидетельствует о том, что синхронизация клеток, необходимая для формирования "волны пролиферации", в это время также не нарушается.
Полученные данные указывают на устойчивость механизмов авторегуляции размножения клеток, действующих на молекулярно-генетическом, клеточном и клеточно-популяционном уровнях, и их главное значение для формирования временной организации и ритмов клеточной пролиферации. Это, очевидно, обеспечивает стабильность клеточной системы, в том числе при изменении внешних условий, сохраняя в тоже время ее способность к адаптации. В период адаптации организма при изменении фотопериодических условий неизбежна рассинхронизация эндогенных регуляторов временной организации пролиферации, действующих на уровне клеток и клеточной популяции, с одной стороны, и экзогенных регуляторов, действующих со стороны организма, с другой стороны. Однако такая рассинхронизация не приводит к патологическому десинхронозу и нарушению временной организации пролиферации. Изменение условий освещения через нейроэндокринную систему Материалы X международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва
воспринимается клеточной популяцией, происходит ее постепенная адаптация к новым условиям среды и, соответственно, синхронизация ритма пролиферации клеток с другими биоритмами организма и внешним датчиком времени.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2009. Т. 11. № 4.
2. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2008. Т. 10. № 4.
3. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2007. Т. 9. № 4.
4. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2006. Т. 8. № 4.
5. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2005. Т. 7. № 4.
6. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2004. Т. 6. № 4.
7. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2003. Т. 5. № 4.
8. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2002. Т. 4. № 1.
9. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2001. Т. 3. № 1.
10. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке». 2000. Т. 2. № 1.
11. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2009. Т. 11. № 12.
12. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2008. Т. 10. № 12.
13. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2007. Т. 9. № 12.
14. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2006. Т. 8. № 12.
15. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2005. Т. 7. № 12.
16. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2004. Т. 6. № 12.
17. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2003. Т. 5. № 12.
18. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2002. Т. 4. № 1.
19. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2001. Т. 3. № 1.
20. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2000. Т. 2. № 1.
THE IMPORTANCE OF ENDOGENOUS AND EXOGENOUS REGULATORS IN FORMING PROLIFERATION ACTIVITY RHYTHM OF THE MICE ESOPHAGEAL EPITHELIUM СЕLLS
S.M. KUZIN, V.V. MARKINA
Moscow State University of Medicine and Dentistry. 103473 Moscow, Delegatskaya str., 20/1
It is shown, that cell-population regulating mechanisms play the fundamental part in forming cell's proliferation activity rhythm. The body's regulating impact synchronizes different biorhythms one with each other and with new light schedule. Biorhythm, esophageal epithelium cells, proliferation activity, photoperiod
Материалы X международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва
