Київський нацiональний унiверситет iменi Тараса Шевченка
Мазур Оксана Євгенiвна
УДК: 617- 089. 843:611-013:612. 015. 1. 331]-074
03. 00. 04-бiохiмiя
Автореферат
дисертацiї на здобуття наукового ступеня кандидата бiологiчних наук
Äèñåðòàö³ºþ º ðóêîïèñ.
Робота виконана у Львiвському нацiональному медичному унiверситетi iменi Данила Галицького МОЗ України.
Науковий керiвник:
iменi Данила Галицького МОЗ України, завiдувач кафедри бiологiчної хiмiї.
Офiцiйнi опоненти:
доктор бiологiчних наук, профессор Великий Микола Миколайович,
Інститут бiохiмiї iм. О. В. Палладiна НАН України,
провiдний науковий спiвробiтник вiддiлу бiохiмiї коферментiв;
доктор бiологiчних наук, старший науковий спiвробiтник
Хижняк Свiтлана Володимирiвна,
Київський нацiональний унiверситет iменi Тараса Шевченка,
бiологiчний факультет, провiдний науковий спiвробiтник
лабораторiї фiзико-хiмiчної бiологiї.
Захист вiдбудеться 20. 05. 2008 р. о 13-30 год.
на засiданнi спецiалiзованої вченої ради Д 26. 001. 24 Київського нацiонального унiверситету iменi Тараса Шевченка за адресою: м. Київ, просп. Глушкова 2, корпус 12, бiологiчний факультет, ауд. 434.
Вчений секретар Т. Р. Андрiйчук
спецiалiзованої вченої ради.
Загальна характеристика роботи
Актуальнiсть теми. Ембрiональним тканинам властивi характернi морфологiчнi та бiохiмiчнi особливостi. Вони складаються, в основному, з бластних та стовбурових клiтин, яким притаманнi низька антигеннiсть та високий пролiферативний i енергетичний потенцiал [Грищенко В.І. та iн., 2004].
Cаме цi властивостi зумовили широке використання ембрiональних тканин i клiтин у експериментальнiй та клiнiчнiй медицинi для трансплантацiї з метою стимуляцiї регенерацiї, оскiльки на основi трансплантованих тканин створюють модель для регенерацiйних процесiв [Азолов В. В и др., 1989].
Регенераторнi процеси не лише забезпечують вiдновлення дефекту тканин при їх пошкодженнi, але також є структурною основою вiдновлення клiтинних та тканинних функцiй [TiboniG. M. etal., 1999]. У зв’язку з цим iнтенсивнiсть i характер регенерацiйних процесiв суттєво впливають на резистентнiсть органiзму. Одним iз визначальних шляхiв впливу на регенерацiйнi процеси є модифiкацiя енергетичного обмiну як в тканинi, так i на рiвнi органiзму [BackstromS. etal.,1996, LeBrasS., 1998], враховуючи його значення для регулювання пролiферативної активностi.
Широке застосування трансплантацiї ембрiональних тканин i клiтин у медицинi обумовило дослiдження ряду питань, якi пов’язанi з визначенням їх впливу на перебiг рiзноманiтних захворювань та вивчення протiкання метаболiчних процесiв (зокрема енергообмiну) у трансплантатах.
Таким чином, вивчення метаболiзму ембрiональних тканин та клiтин має подвiйну мету – з однiєї сторони це виявлення бiохiмiчних особливостей енергетичного обмiну ембрiональних тканин i клiтин, з iншої - визначення метаболiчних взаємовiдносин ембрiональних трансплантатiв i тканин органiзму рецiпiєнта, що може бути використане у практичнiй медицинi.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисетацiйна робота виконана згiдно з планом науково-дослiдних робiт кафедри факультетської хiрургiї Львiвського нацiонального медичного унiверситету iменi Данила Галицького у рамках теми “Вивчити ступiнь операцiйного ризику в адомiнальнiй хiрургiї з метою попередження ускладнень” № д/р ВН. 21. 00. 000189.
Мета та завдання дослiдження.
Метою роботи було дослiдити активнiсть ферментiв енергетичного обмiну ембрiональної очеревини, шкiри та остеобластiв до та пiсля алотрансплантацiї зрiлому рецiпiєнту.
У зв'язку з цим поставлено такi завдання:
1. Визначити активнiсть ферментiв глiколiзу, циклу трикарбонових кислот, пентозофосфатного шляху ембрiональної очеревини та шкiри.
2. Визначити активнiсть ферментiв лактатдегiдрогенази, малатдегiдрогенази, сукцинатдегiдрогенази, глюкозо-6-фосфатдегiдрогенази ембрiональних остеобластiв.
4. Дослiдити активнiсть ферментiв енергетичного обмiну (сукцинатдегiдрогенази, лактатдегiдрогенази, малатдегiдрогенази, глюкозо-6-фосфатдегiдрогенази) та вмiст лактату й пiрувату в ембрiональних трансплантатах очеревини та шкiри пiсля алотрансплантацiї зрiлому рецiпiєнту.
5. Дослiдити активнiсть ферментiв енергетичного обмiну ембрiональних остеобластiв пiсля алотрансплантацiї зрiлому рецiпiєнту.
Об’єкт дослiдження: процеси енергетичного обмiну ембрiональної очеревини, шкiри та остеобластiв до та пiсля алотрансплантацiї зрiлому рецiпiєнту.
Предмет дослiдження: активнiсть ферментiв енергетичного обмiну; вмiст лактату та пiрувату ембрiональної очеревини, шкiри та остеобластiв до та пiсля трансплантацiї зрiлому рецiпiєнту.
Методи дослiдження: бiохiмiчнi, спектрофотометричнi, гiстологiчнi, математичної варiацiйної статистики та факторний i кластерний аналiзи.
Наукова новизна одержаних результатiв. Вперше проведено порiвняння бiохiмiчних шляхiв енергозабезпечення ембрiональної очеревини, шкiри та ембрiональних остеобластiв. Встановлено, що особливостi метаболiзму ембрiональних тканин визначаються морфологiчною структурою тканини й ступiнню її диференцiацiї. Показано, що пiсля алотрансплантацiї зрiлому рецiпiєнту метаболiчнi змiни в пересаджених тканинах визначаються рiвнем розвитку тканини, вихiдною функцiональною активнiстю та структурними перетвореннями, що вiдбуваються в трансплантатах. Встановлено, що рiзнi ембрiональнi тканини характеризуються вiдмiннiстю перебiгу метаболiчних процесiв пiсля вiльної алотрансплантацiї зрiлому рецiпiєнту, а їх адаптивнi можливостi до метаболiчних умов дорослого органiзму залежать вiд морфологiчної зрiлостi. Вперше, на основi отриманих результатiв, показано, що перебiг енергетичних процесiв у вiльно трансплантованих ембрiональних тканинах є вiдмiнним вiд такого у тканинах зрiлого рецiпiєнта.
Практичне значення отриманих результатiв. Вперше обгрунтовано застосування вiльної алотрансплантацiї ембрiональних тканин для активної безпосередньої корекцiї процесiв тканинної репарацiї з метою пiдвищення надiйностi та ефективностi загоєння ран. Результати роботи пiдтвердженi патентом на винахiд України (Патент 6755, Україна, МКВ 5 А61В 17/00, А61К 35/00, 1994 р.) „Спосiб перитонiзацiї кукси дванадцятипалої кишки”.
Результати дослiджень впровадженi в навчальний процес на кафедрах нормальної фiзiологiї, бiохiмiї, факультетської хiрургiї Львiвського нацiонального медичного унiверситету, а також у клiнiчну практику хiрургiчних вiддiлiв Львiвської обласної клiнiчної лiкарнi.
Особистий внесок здобувача. Здобувачем особисто виконано забiр та попередню обробку клiтинного та тканинного експериментального матерiалу, проведено бiохiмiчнi дослiдження, обробку та теоретичне обгрунтування результiв дослiджень. Клiнiко-морфологiчне обстеження оперованих тварин проведено разом з доцентом кафедри гiстологiї та ембрiологiї к. мед. н. Вишемiрською Л. Д.
Апробацiя результатiв дисертацiї. Матерiали дисертацiї доповiдались на XVIII з’їздi Європейського товариства штучних органiв (Вiдень, 1991), IV конгресi свiтової федерацiї українських лiкарських товариств (Харкiв, 1992), на І нацiональному конгресi анатомiв, гiстологiв, ембрiологiв та топографоанатомiв України (Івано-Франкiвськ, 1994), VII Українському бiохiмiчному з’їздi (Київ, 1997), VII з’їздi Всеукраїнського лiкарського товариства (Тернопiль, 2003), International conference “Neuro - humoral and cellular regulatory mechanism of digestion processes” (Львiв, 2003).
Публiкацiї. За матерiалами дисертацiї опублiковано 15 робiт, з них 4 статтi у фахових виданнях, визначених ВАК України, 10 тез доповiдей у збiрках матерiалiв мiжнародних та вiтчизняних конференцiй, симпозiумiв, конгресiв та 1 патент на винахiд України.
Обсяг i структура дисертацiї. Дисертацiя складається зi вступу, огляду лiтератури, матерiалiв та методiв дослiджень, роздiлiв власних дослiджень, аналiзу та узагальнення отриманих результатiв, висновкiв, додаткiв, списку використаних лiтературних джерел, що мiстить 165 найменувань. Матерiали дисертацiйної роботи викладенi на 149 сторiнках машинописного тексту, iлюстрованi 49 таблицями, 30 рисунками та 15 фотографiями.
Матерiали та методи дослiджень
Робота виконана на 110 статевозрiлих самцях кролiв, яких було роздiлено на 5 груп. Першiй групi тварин (28 кролiв) виконано аллотрансплантацiю ембрiональної очеревини, другiй (28 кролiв) — алотрансплантацiю ембрiональної шкiри. Кожнiй тваринi пересаджено 3 препарати ембрiональної тканини на незашиту рану тонкої кишки за загальноприйнятою методикою. Третю групу (контроль) склали тварини якi утримувалися за стандартних умов вiварiю (12 кролiв), четверту — тварини, яким виконано ентеротомiю за прийнятою методикою з однорядним швом рани кишки (12 кролiв). Тваринам 5-ї групи (30 кролiв) пересаджено ембрiональнi остеобласти в кiсткову рану.
Тварини виводились з експерименту шляхом пропускання електричного струму через спинний та довгастий мозок. Експерименти проводились у вiдповiдностi до конвенцiї Ради Європи щодо захисту хребетних тварин, яких використовують в експериментальних та iнших наукових цiлях.
Тварин оперували пiд комбiнованим дом’язовим наркозом. Виконували повздовжню ентеротомiю (1,5-2,0 см). Рану кишки або залишали вiдкритою, або зашивали вузловими серозно-м’язовими однорядними повздовжнiми швами [Мазур Ю. І., 1996].
Донорами ембрiональних тканин i клiтин слугували ембрiони самки кроля кiнця другого – початку третього тижня вагiтностi. З черевної стiнки ембрiона сепарували препарати шкiри та м’язово-очеревинного пласту, котрий у подальшому умовно називали очеревиною. Препарати дiаметром 1,5-2,0 см фiксували швами поверх рани тонкої кишки.
Для видiлення остеобластiв використовували ростковi зони трубчатих кiсток кiнцiвок трьохтижневого ембрiона кроля. Пiд мiкроскопом МБИ-6 при чотирьохразовому збiльшеннi в умовах темного поля локалiзували ростковi зони кiсток i висiкали їх [Созанский О. А. и др., 1998]. Одержаний матерiал гомогенiзували в гомогенiзаторi Поттера-Евельгейма при 200 об/хв у трьох вертикальних ходах. Для одномоментної трансплантацiї використовували 200-300 мг клiтинної суспензiї [Дибас Б. В., 1996].
У подальшому дослiджували препарати отриманi з ембрiональних тканин (очеревина, шкiра) та клiтин (остеобласти) до та пiсля алотрансплантацiї, а також препарати отриманi з тонкої кишки рецiпiєта.
Активнiсть лактатдегiдрогенази (ЛДГ, КФ 1. 1. 1. 27), сукцинатдегiдрогенази (СДГ, КФ 1. 3. 99) визначали методом [Eщенко Н. Д., 1982], малатдегiдрогенази (МДГ, КФ 1. 1. 1. 37) – згiдно [Ещенко Н. Д., Вольский Г. Г., 1982], глюкозо - 6 – фосфатдегiдрогенази (Гл -6- ФДГ, КФ 1. 1. 1. 49) – згiдно [Путилин Ф. Е., Зоидзе С. Д., 1982], визначення активностi кислої фосфатази (КФ, КФ 3. 1. 3. 2) проводили з використанням стандартних наборiв реактивiв „LACHEMA” (Чехiя).
Визначення кiлькостi пiровиноградної кислоти в тканинах здiйснювали за методом [Czok R., Lamprecht W., 1970]. Вмiст молочної кислоти в тканинах визначали згiдно з [Hohorst H., 1970].
Статистичну обробку результатiв дослiджень проводили згiдно зi загальноприйнятими методами варiйцiйної статистики за допомогою пакету прикладних програм STATGRAFICS, а також з використанням факторного та кластерного аналiзу [ХарманГ., 1972, Лакин Г. Ф., 1990].
Результати дослiджень та їх обговорення
й перебiгає дуже повiльно. Імунна реакцiя на трансплантацiю ембрiональних тканин не має характерних ознак реакцiї вiдторгнення трансплантата, iнтенсивнiсть її не залежить вiд виду пересадженої тканини, морфологiчними проявами її є лiмфоїдна iнфiльтрацiя пересадженої тканини з повнокрiв’ям судин.
Пiсля трансплантацiї ембрiональна очеревина зтретьої доби набуває сполучнотканинної будови. У трансплантатi протягом двох тижнiв спостерiгається значне зменшення кiлькостi лiмфоїдних елементiв та повнокрiв’я. Наприкiнцi 3-го мiсяця трансплантат має вигляд ледь помiтної смужки й побудований зi сполучної та прошарку жирової тканини, частково з’єднаної зi стiнкою кишки.
У випадку трансплантацiї ембрiональної шкiри трансплантат з раннiх термiнiв спостереження має будову, що в цiлому вiдповiдає будовi шкiри – зроговiлий епiтелiй, волосянi фолiкули. Сполучнотканинна основа пересадженої шкiри побудована з молодої грануляцiйної тканини. Характерними є крововиливи, лiмфоїдна iнфiльтрацiя.
Протягом усього термiну дослiдження пiсля операцiї спостерiгаються послiдовнi ознаки очищення сполучної тканини трансплантата, багатої на клiтини фiбробластичного ряду, вiд лейкоцитарної та еритроцитарної iнфiльтрацiї, перетворення зачаткiв i сформованих волосяних фолiкулiв у дрiбнi роговi кiсти. Через 6 мiсяцiв пiсля операцiї трансплантат має вигляд тонкого прошарку повнокровної сполучної тканини або повнiстю замiщується жировою тканиною.
Морфо-функцiональнi особливостi ембрiональних трансплантатiв зберiгаються обмежений промiжок часу, а вiдтак пересадженi тканини поступово замiщуються сполучною чи жировою тканиною.
Характеристика процесiв енергозабезпечення ембрiональних тканин i клiтин. Встановлено, що глiколiз найбiльш iнтенсивно протiкає в ембрiональнiй очеревинi. Серед дослiджуваних ембрiональних об’єктiв для ембрiональної очеревини характерна висока активнiсть ЛДГ (рис. 1) i значний вмiст пiрувату та лактату.
Активнiсть ферментiв циклу трикарбонових кислот (ЦТК) є найвищою в ембрiональних остеобластах. Показники активностi цитоплазматичної малатдегiдрогенази (МДГ (ц)) (42,74±3,28 мкмоль НАДН/хв · мг бiлка) та мiтохондрiальної малатдегiдрогенази (МДГ(м)) (38,93 ± 5,64 мкмоль НАДН/хв · мг бiлка) перевищують показники активностi цих ферментiв, якi складають вiдповiдно 30,7 ± 2,1 та 40,67 ± 2,74 мкмоль НАДН/хв · мг бiлка у дослiджуваних препаратах ембрiональної очеревини; вiдповiдно 24,13 ± 2,22 та 23,65 ± 1,85 мкмоль НАДН/хв · мг бiлка у препаратах ембрiональної шкiри.
Для ембрiональної шкiри характерна висока (порiвняно з iншими ембрiональними об’єктами) активнiсть глюкозо-6-фосфатдегiдрогенази (Гл-6-фДГ).
Для ембрiональної очеревини, на вiдмiну вiд ембрiональної шкiри, притаманнi вищi показники активностi ферментiв, що може характеризувати процеси як глiколiзу, так i ЦТК при незначнiй активностi глюкозо-6-фосфатдегiдрогенази - регуляторного ферменту пентозофосфатного шляху. Оскiльки ембрiональна очеревина - мало диференцiйована тканина, то, iмовiрно, високi потенцiйнi можливостi реалiзуються в подальшiй диференцiацiї тканини. Пiдвищення активностi ферментiв глiколiзу та ЦТК в ембрiональних остеобластах може бути пояснена значною енергоємнiстю пластичних процесiв, що протiкають в ембрiональнiй кiстцi (розвиток i рiст кiсткової тканини потребують великих енергетичних витрат).
Особливостi енергозабезпечення ембрiональних тканин пiсля трансплантацiї
. Протiкання метаболiчних процесiв у препаратах тонкої кишки пiсля ентеротомiї в ранньому пiсляоперацiйному перiодi супроводжується значним пiдвищенням активностi ферментiв ЦТК – на 3-ю добу активнiсть МДГ(ц) зростає в середньому в 8,5 раза, МДГ(м) - у 3 рази та сукцинатдегiдрогенази (СДГ) майже у в 2 рази (рис. 3, 4).
Одночасно, майже в 4 рази зменшується кiлькiсть пiрувату та падає рiвень лактату. Активнiсть лактатдегiдрогенази достовiрно зростає, i становить 28,98 ± 1,44 мкмоль НАДН/хв.
мг бiлка (р≤0,05). При цьому активнiсть Гл-6-фДГ – ферменту окислювальної стадiї пентозофосфатного шляху значно знижується впродовж 7-и днiв пiсля ентеротомiї.
На 7-у добу пiсля операцiї, за умов розвитку адаптацiйно-компенсаторних реакцiй спрямованих на поступове вiдновлення метаболiзму клiтини, рiвень показникiв, що характеризують активнiсть МДГ, повертається до вихiдних величин. Водночас активнiсть СДГ, ЛДГ та Гл- 6- фДГ - на 14-ту добу пiсля операцiї перевищує контрольнi значення.
в пересадженiй тканинi знижується активнiсть ЛДГ (у середньому на 33%), зменшується вмiст метаболiтiв глiколiзу (пiрувату, лактату в тканинi та кровi), що може свiдчити про iнгiбування процесiв анаеробного глiколiзу. Активнiсть МДГ(м) знижується (у середньому на 49%) вiдносно вихiдних показникiв ембрiональної тканини, та вiдносно контрольних показникiв тонкої кишки (у середньому на 23%), активнiсть МДГ(ц) зменшується вiдносно вихiдної активностi iнтактної ембрiональної тканини (у середньому на 46%), а активнiсть СДГ достовiрно зростає.
У першi три доби в умовах раннього пiсляоперацiйного перiоду, за вираженої тканинної iшемiї, активуються бiосинтетичнi процеси – спостерiгається зростання (вiдносно вихiдної активностi iнтактної ембрiональної тканини), у середньому майже у 2 рази активностi Гл- 6- ФДГ.
Таким чином, протягом 7-ми дiб, незважаючи на явища тканинної iшемiї, якi мали мiсце в ранньому пiсляоперацiйному перiодi, вiдновилася її вихiдна функцiональна активнiсть.
На третю добу пiсля алотрансплантацii ембрiональної шкiри зменшується активнiсть ферментiв ЦТК, водночас зменшується, порiвняно з iнтактною ембрiональною тканиною, (у середньому на 20%) активнiсть ЛДГ, рiвень пiрувату залишається без змiн, що характеризує стан тканинної iшемiї.
Через тиждень пiсля трансплантацiї ембрiональної шкiри спостерiгається подiбна (як i для ембрiональної очеревини) динамiка в змiнах активностi ферментiв ЦТК; одночасно зростає рiвень пiрувату та лактату в кровi. Проте, змiни у величинах дослiджуваних показникiв менш вираженi в порiвняннi з ембрiональною очеревиною.
Через мiсяць пiсля трансплантацiї ембрiональних тканин, характерно наступне: кiлькiсть пiрувату й лактату в тканинi стабiлiзується й утримується на одному рiвнi, хоча показники дещо нижчi вiд контрольних показникiв тонкої кишки. У той же час активнiсть ЛДГ змiнюється – незначно зростає на 30-ту добу, падає на 60-ту й знову зростає на 90-ту добу спостереження (рис. 8). Регенерацiйнi процеси, як i бiльшiсть метаболiчних процесiв у бiологiчних системах, мають фазовий характер.
Встановлена динамiка змiн дослiджуваних показникiв характеризує особливостi метаболiзму, якi виникають у зв'язку з морфологiчною трансформацiєю пересаджених тканин, i, мабуть, втратою ними характерних для ембрiональних тканин як структурних, так i метаболiчних особливостей.
трансплантата вiд оточуючих тканин, оскiльки реваскуляризацiя неокiстки здiйснюється кiстковою тканиною рецiпiєнта. Вiдсутнiсть повноцiнного судинного зв’язку з оточуючою тканиною визначає, по-перше, певну незалежнiсть метаболiчних процесiв, по-друге, тканинну iшемiю трансплантованих клiтин.
У першi днi пiсля трансплантацiї, спостерiгається вiдносна стабiльнiсть активностi ЛДГ (22,35 ± 6,01 мкмоль НАДН/хв · мг бiлка) порiвняно з вихiдним рiвнем (26,14 ± 1,15 мкмоль НАДН/хв · мг бiлка).
Водночас, у ранньому пiсляоперацiйному перiодi, спостерiгається значне зменшення активностi ферментiв циклу трикарбонових кислот: МДГ (ц) у середньому бiльш анiж у 2 рази, МДГ (м) майже у 2 рази, сукцинатдегiдрогенази — у 1,6 раза.
На сьому добу пiсляоперацiйного перiоду в середньому в 2,5 раза зростає активнiсть МДГ (ц), хоча й не досягає величин вихiдних показникiв, i, що особливо важливо, СДГ (в середньому на 20%). Вiдомо, що активнiсть СДГ зростає в екстремальних умовах, коли є необхiдним продукування великої кiлькостi енергiї за короткий час. Завдяки зростанню активностi ферментiв циклу Кребса покращується енергозабезпечення репарацiйних процесiв.
На 14-ту добу пiсля алотрансплантацiї активнiсть усiх дослiджуваних ферментiв порiвняно з вихiдними контрольними показниками значно зменшується: ЛДГ — у середньому 2,6 раза, МДГ(ц) — у 2,8 раза, МДГ(м) — у 5 разiв, СДГ — у 3 рази, що може бути пояснене зменшенням енергетичних та пластичних потреб у зв’язку з вiдповiдною морфологiчною перебудовою трансплантованих остеобластiв.
Активнiсть Гл-6-ФДГ на третiй день пiсляоперацiйного перiоду зберiгається практично на рiвнi вихiдного показника, у той же час активнiсть кислої фосфатази (КФ) — зменшується. Тобто, бiосинтетичнi процеси протiкають на рiвнi характерному для iнтактних ембрiональних клiтин, а деструктивнi процеси є мiнiмальними. Через 7 дiб пiсля трансплантацiї активнiсть Гл-6-ФДГ значно зростає при подальшому падiннi активностi КФ, що свiдчить про високий рiвень перебiгу репаративних процесiв.
Оцiнка протiкання процесiв енергетичного забезпечення трансплантованих ембрiональних тканин та клiтин проведена на основi факторного аналiзу. Виконано аналiз числових характеристик бiохiмiчних показникiв, сформовано кореляцiйнi матрицi вiдповiдно до термiнiв спостережень, проведено розрахунки для головних факторiв з найбiльшим вiдсотковим та нагромадженим вкладом та визначено їх зв’язки з окремими дослiджуваними бiохiмiчними показниками.
Встановлено, що для ембрiональних тканин характерним є поєднання двох рiзних типiв енергозабезпечення, якi умовно можна назвати «ембрiональний тип енергообмiну» (характеризується кореляцiйним зв’зком з активнiстю Гл-6-ФДГ (r = 0,72), вмiстом лактату (r = 0,93) i пiрувату (r = 0,83), та «зрiлий тип енергообмiну» (характеризується кореляцiйним зв’язком з ЛДГ (r = 0,87), МДГ(ц) (r = 0,96) та МДГ(м) (r = 0,97), що притаманно для зрiлого органiзму).
<f> +1.
Вихiдна iнтенсивнiсть «ембрiонального типу енергообмiну» є вищою нiж iнтенсивнiсть «енергообмiну за зрiлим типом» є вищою в обох iнтактних ембрiональних тканинах. У ранньому пiсляоперацiйному перiодi iнтенсивнiсть протiкання метаболiчних процесiв за обома типами зменшується в препаратах ембрiональної очеревини удвiчi. У препаратах ембрiональної шкiри iнтенсивнiсть «енергобмiну за зрiлим типом» зменшується у 4,5 раза, iнтенсивнiсть «ембрiонального типу енергообмiну» у середньому на 60%. На 7-му добу пiсля трансплантацiї iнтенсивнiсть «ембрiонального типу енергообмiну» у дослiдженнях ембрiональної очеревини зростає на 60% вiдносно вихiдної. Вiдiрванiсть ембрiональної очеревини вiд органiзму донора, умови тканинної iшемiї дезорганiзують структурно-функцiональнi взаємозв’язки пересадженої тканини й зумовлюють її повернення до бiльш раннiх, у фiлогенетичному сенсi, форм метаболiчної органiзацiї.
Водночас, у препаратах ембрiональної шкiри починає помiтно зростати роль «енергообмiну за зрiлим типом», його iнтенсивнiсть порiвняно з вихiдним показником зростає в середньому на 67%. Достатньо висока iнтенсивнiсть «ембрiонального типу енергообмiну» (у межах середнiх величин) спостерiгається впродовж всього термiну спостереження як для препаратiв ембрiональної очеревини, так i для препаратiв ембрiональної шкiри. Через мiсяць пiсля трансплантацiї ембрiональних тканин основним стає «зрiлий тип енергообмiну». Інтенсивнiсть його у препаратах ембрiональної шкiри та очеревини у 3,6 раза та вiдповiдно — 2,3 раза перевищують iнтенсивнiсть «ембрiонального типу енергообмiну» на 60-ий день пiсля трансплантацiї.
На третю добу пiсля трансплантацiї ембрiональних остеобластiв iнтенсивнiсть протiкання метаболiчних процесiв за обома типами енергообмiну як i у дослiдженнях трансплантованих ембрiональних тканин зменшується: iнтенсивнiсть «ембрiонального типу енергообмiну», у середньому, на 50%, а iнтенсивнiсть «енергообмiну за зрiлим типом», у середньому, на 100%.
На сьому добу iнтенсивнiсть протiкання метаболiчних процесiв за обома типами енергообмiну практично не змiнюється, залишаючись у межах середнiх величин. На 14–ту добу iнтенсивнiсть перебiгу процесiв «енергообмiну за зрiлим типом» у 2 рази переважає iнтенсивнiсть перебiгу процесiв за «ембрiональним типом енергообмiну».
Аналiз динамiчної активностi рiзних метаболiчних ланцюгiв енергообмiну ембрiональних тканин та клiтин не може бути повноцiнним без iнтерпретацiї одержаних результатiв з урахуванням функцiонально-морфологiчної характеристики об’єктiв дослiдження та визначення спiввiдношень метаболiзму трансплантата й рецiпiєнта.
У ембрiональнiй шкiрi є всi структурнi елементи, притаманнi тканинi зрiлого органiзму, включно з додатками шкiри, i вона є завершеною за гiсто-морфологiчними характеристиками тканиною, трансплантат ембрiональних остеобластiв є лише конгломератом пролiферативно активних ембрiональних клiтин. Ембрiональна ж очеревина займає промiжну позицiю, оскiльки її основними структурними компонентами є сполучнотканиннi елементи, зрiлiсть яких i в дорослому органiзмi мiнiмальна.
Таким чином, за рiвнем розвитку, структурною зрiлiстю, функцiональною активнiстю об’єкти трансплантацiї можуть бути розмiщенi в класифiкацiйнiй шкалi вiд найнижчого рiвня до найвищого в такому порядку: ембрiональнi остеобласти — ембрiональна очеревина — ембрiональна шкiра. Найбiльш «зрiлою» тканиною є ембрiональна шкiра, а «юними» — ембрiональнi остеобласти.
Паралельне спiвiснування й активне функцiонування рiзних метаболiчних шляхiв енергозабезпечення в трансплантованих ембрiональних тканинах та клiтинах на пiзнiх етапах спостереження при наявностi повноцiнного судинного зв’язку з органiзмом дорослого рецiпiєнта свiдчить про певну автономнiсть та вiдсутнiсть прямої метаболiчної iндукцiї обмiнних процесiв ембрiональних трансплантатiв з боку тканини зрiлого органiзму. Визначальною, у данiй ситуацiї, є поступова морфологiчна трансформацiя трансплантатiв, яка зумовлює утворення зрiлої тканини з одночасним переходом на метаболiзм зрiлого органiзму.
Висновки
Дослiдження активностi ферментiв енергообмiну ембрiональних тканинах i клiтин показало, що для ембрiональної очеревини характерна найвища активнiсть ЛДГ (39,94±3,18 мкмоль НАДН/хв .
мг бiлка); для ембрiональної шкiри характерна найнижча активнiсть ЛДГ (22,86±0,76 мкмоль НАДН/хв ..
мг бiлка); ембрiональним остеобластам притаманна найвища серед усiх дослiджуваних ембрiональних об’єктiв активнiсть МДГ(ц) (42,74±3,28 мкмоль НАДН/хв .
Встановлено, що дослiджуванi ембрiональнi тканини й клiтини характеризуються специфiчнiстю протiкання процесiв енергообмiну, яка визначається їх структурною диференцiацiєю, функцiональною активнiстю та рiвнем розвитку.
Показано, що з третьої доби пiсля вiльної алотрансплантацiї вiдбувається морфологiчна трансформацiя пересаджених тканин, якi в кiнцi термiну спостереження (6 мiсяцiв) мають вигляд тонкого прошарку сполучної або жирової тканини.
Показано, що на 7-му добу пiсля алотрансплантацiї дослiджуванi показники енергообмiну (активнiсть МДГ(ц), МДГ(м), ЛДГ, СДГ) трансплантованої ембрiональної очеревини вiдповiдають вихiдним показникам притаманним iнтактнiй ембрiональнiй тканинi.
На основi результатiв дослiджень встановлено, що активнiсть дослiджуваних ферментiв енергообмiну на 14-у добу пiсля алотрансплантацiї у всiх ембрiональних трансплантатах зменшується (в ембрiональнiй шкiрi в середньому 1,4 раза, ембрiональнiй очеревинi 1,4–2,2 раза, ембрiональних остеобластах 2,4–5,4 раза), а через мiсяць пересадженим тканинам (очеревина, шкiра) притаманнi показники енергообмiну характернi для органiзму рецiпiєнта.
Дослiдженнями встановлено, що ембрiональнi тканини (очеревина та шкiра) характеризуються рiзною iнтенсивнiстю протiкання процесiв енергозабезпечення пiсля вiльної алотрансплантацiї, що обумовлюється їх морфологiчною зрiлiстю.
Проведенi дослiдження та результати факторного аналiзу отриманих даних свiдчать про позитивний вплив ембрiональних трансплантатiв на репарацiйнi процеси в тканинах унаслiдок покращення енергозабезпечення.
Список опублiкованих праць за темою дисертацiї
Мазур О.Є. Порiвняльна характеристика процесiв енергообмiну та бiосинтезу деяких ембрiональних тканин i клiтин // Експериментальна та клiнiчна фiзiологiя i бiохiмiя. – 2000. – №4. - С. 44-47.
Мазур О.Є. Дослiдження активностi глiколiзу в ембрiональних трансплантатах пiсля алотрансплантацiї зрiлому реципiєнту //Медична хiмiя. - 2005. - № 3. – С. 81-84.
Павловський М. П., Бойко Н.І., Мазур Ю.І., Дибас Б. В., Мазур О.Є. Використання ембрiональних трансплантатiв у клiнiцi // Acta medica Leopolensia. – 1996. – № 1. – С. 70-75. (Здобувач провела експериментальнi дослiдження, лiтературний пошук, пiдготувала статтю до друку).
Павловський М. П., Мазур Ю.І., Созанський О. О., Поспiшiль Ю. О., Мазур О.Є. Орто- i гетеротопiчна алотрансплантацiя ембрiональних тканин // Лiкарський збiрник / Наукове товариство iм. Шевченка у Львовi. Лiкарська комiсiя. – Львiв, 1996. – № 3. – С. 17 - 19.
Павловський М. П., Мазур Ю.І., Дибас Б. В., Поспiшiль Ю. О., Мазур О.Є. Дiагностика життєздатностi ембрiональних алотрансплантатiв // Медична дiагностика: Зб. наук. праць. – Львiв, 1991. – С. 176-177.
journal of artificial organs. – Vienna; Milano;Birmingham;Osaka, 1991. – Vol. 14, №9. – P. 560
Павловський М. П., Мазур Ю.І., Дибас Б. В., Поспiшiль Ю. О., Мазур О.Є. Алотрансплантацiя ембрiональних тканин в експериментi // Тези IV конгресу свiтової федерацiї українських лiкарських товариств. – Харкiв, 1992. – С. 269
Наук. конф. анатомiв, гiстологiв, ембрiологiв i топографоанатомiв України, присвячена 100-рiччю вiд дня народження професора А. П. Любомудрова. – Львiв, 14-15 вересня 1995. – С. 77
Pawlowsky M., Masur J. I., Masur O. E., Dybas B. W. Energiestoffwechsel bei Peritonitis // Wiener klinische Wochenschrift: Metabolismus Stoffwechselprobleme und Ernahrung des Intensivpatienten. Wien, 24 – 26 Februar 1994. – Springen-Verlag / Wien, 1994. – Vol. 106, № 4. – S. 28.
24 – 26 Februar 1994. – Springen-Verlag / Wien, 1994. – Vol. 106, № 4. – S. 28.
Мазур О.Є. Особливостi процесiв енергообмiну та бiосинтезу деяких ембрiональних тканин i клiтин // VII Український бiохiмiчний з’їзд. Київ, 1997. – ч. ІІІ . – С. 47 – 48.
Мазур О.Є. Особливостi метаболiчних процесiв вiльно алотрансплантованих ембрiональних тканин // VII з’їзд Всеукраїнського лiкарського товариства. Тернопiль, 16 – 17 травня 2003 р. – Українськi медичнi вiстi. – 2003. – т. 5. – № 1 (63) . – С. 185.
processes”, Lviv. – 2003.– C. 28- 29.
патентне вiдомство України. – № 94061588. – Заявл. 08. 04. 94. – Опубл. 29. 12. 94, Бюл. №8 – І . – 2 с. (Здобувач виконала експериментальнi дослiдження, опрацювала та узагальнила результати).
Анотацiя
Мазур О.Є. Активнiсть ферментiв енергетичного обмiну ембрiональних трансплантатiв. – Рукопис.
Дисертацiя на здобуття наукового ступеня кандидата бiологiчних наук за спецiальнiстю 03. 00. 04–бiохiмiя. – Київський нацiональний унiверситет iменi Тараса Шевченка, Київ, 2007.
У роботi представлено експериментальнi дослiдження енергетичного обмiну ембрiональних тканин i клiтин до та пiсля алотрансплантацiї зрiлому рецiпiєнту. На основi отриманих даних встановлено, що ембрiональний обмiн речовин залежить вiд рiвня розвитку тканини, характеризується високою активнiстю енергетичного обмiну. Для ембрiональних тканин i клiтин характерне одночасне iснування та активне функцiонування ембрiонального типу енергообмiну й енергообмiну характерного для зрiлого органiзму. Активнiсть ферментiв енергетичного обмiну трансплантованих ембрiональних тканин i клiтин не залежить вiд метаболiчних змiн оточуючих тканин зрiлого рецiпiєнта. Морфологiчна трансформацiя ембрiональних трансплантатiв зумовлює їх перехiд на тип енергообмiну притаманний зрiлому органiзму. У екстремальних, несприятливих умовах можливий перехiд ембрiональних обмiнних процесiв до бiльш раннiх форм метаболiчної органiзацiї. Для клiнiчного застосування запропонований спосiб перитонiзацiї кукси дванадцятипалої кишки, на який одержано патент України на винахiд за № 6755, 1994 р.
Ключовi слова: ембрiональнi клiтини, тканини, морфологiчна трансформацiя, ембрiональний метаболiзм, метаболiчна трансформацiя, алотрансплантацiя.
Аннотация
Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03. 00. 04 – биохимия. – Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2007.
В работе представлены експериментальные исследования энергетического обмена эмбриональных тканей и клеток до и после аллотрансплантации зрелому реципиенту.
Оценка протекания процессов энергетического обмена транплантированных эмбриональных тканей клеток проведена с использованием факторного анализа. Выполнен анализ числовых характеристик биохимических показателей, сформированы корреляционные матрицы для объектов исследования соответственно срокам наблюдения, выполнены расчеты для главных факторов с наибольшим процентным и накопленым вкладом и определены их связи с исследуемыми биохимическими показателями.
На основании полученных экспериментальных данных установлено, что эмбриональный метаболизм определяется структурной зрелостью, функциональной активностью и уровнем развития соответствующей ткани, характеризуется высокой активностью енергетического обмена. Для эмбриональных тканей характерным является одновременное сосуществование и активное функционирование «эмбрионального типа енергообмена» и енергообмена типичного для зрелого возраста. Обменные процессы в интактных эмбриональных тканях функционируют со средней интенсивностью (1≤ f ≤-1), за исключением сукцинатдегидрогеназного комплекса, активность которого в эмбриональной коже ниже средних величин (f≤-1), а в эмбриональных остеобластах – выше средних величин (f≥1). Интенсивность метаболических процессов енергообмена по «эмбриональному типу» выше показателей зрелого организма. Начиная с седьмого дня после трансплантации препаратов эмбриональной брюшины интенсивность «эмбрионального типа енергообмена» возрастает, хотя в то же время в исследованиях эмбриональной кожи значительно возростает роль енергообмена типичного для зрелого организма. Спустя один месяц после трансплантации эмбриональных тканей, ведущим становится тип енергообмена, характерный для зрелого организма, несмотря на то, что морфологические черты эмбриональной кожи сохраняются до третьего месяца наблюдения. Анализ динамической активности различных метаболических путей энергообмена эмбриональных тканей и клеток не может быть полноценным без интерпертации полученных результатов в соответствии с функционально-морфологической характеристикой объектов исследования и определения соотношений метаболизма трансплантанта и реципиента. По уровню развития, структурной зрелости, функциональной активности объекты трансплантации размещаются в таком порядке: эмбриональные остеобласты, эмбриональная брюшина, эмбриональная кожа. Этим, вероятно, можно объяснить различную интенсивность протекания процессов энергообмена в эмбриональной брюшине, коже, остеобластах до и после трансплантации зрелому реципиенту.
Уровень активности исследуемых ферментов энергетического обмена свободно пересаженных эмбриональных клеток и тканей не зависит от изменений метаболических процессов окружающих тканей зрелого реципиента; динамика активности ферментов гликолиза, цикла трикарбоновых кислот, пентозофосфатного пути определяется явлениями тканевой ишемии и морфологическими изменениями в эмбриональных объектах. Морфологическая трансформация трансплантатов с замещением зрелой тканью обуславливает переход пересаженных тканей на тип енергообмена присущий зрелому организму. В экстремальных, неблагоприятных условиях возможен переход эмбриональных обменных процессов к более ранним формам метаболической организации. Мобильность метаболической трансформации эмбриональной ткани определяется ее морфологической зрелостью, степенью диференциации и структурными особенностями.
Для клинического применения аллотрансплантации эмбриональных тканей и клеток предложен “Способ перитонизации культи двенадцатиперстной кишки”, на который получен патент Украины на изобретение за № 6755, 1994 г. В результате применения аллотрансплантата эмбриональной брюшины, который отличается незначительной антигенностью, высокой резистентностью, выраженным стимулирующим влиянием на репаративные процессы повреждённых тканей, свободная аллотрансплантация тканей эмбриональной брюшины моделирует репаративные процессы раны кишки, гарантируя герметичность культи двенадцатиперстной кишки, минимальную травматизацию кишки, соседних органов и тканей, что обеспечивает надёжное соединение краёв раны, сокращение сроков её заживления.
Ключевые слова: эмбриональные клетки, ткани, морфологическая трансформация, эмбриональный метаболизм, метаболическая трансформация, аллотрансплантация.
Annotation
Mazur O. E. Activity of enzymes of embryonic transplant energetic exchange. – Manuscript.
Dissertation for the candidate of biological science degree in the specialty 03. 00. 04-Biochemistry. – Taras Shevchenko National University of Kyiv, 2007.
The experimental researches of energy and plastic metabolism of embryonic tissues and cells before and after allotransplantation to a mature organism are presented in the work. It was established on basis of received data that embryonic metabolism depends on the development of tissue, is characterized with high activity of energy metabolism. Embryonic tissues and cells are characterized with simultaneous existence and active functioning of embryonic type of metabolism and typical for mature organism metabolism. The activity of energy and plastic metabolism of transplanted embryonic tissues and cells does not depend on metabolic changes of environmental tissues of mature recipient. The morphologic transformation of embryonic transplants causes their transition to the type of metabolism, which is peculiar to mature organism. It is possible that embryonic metabolism processes will pass to earlier phylogenetic forms of metabolic organization under extreme unfavorable conditions. The method of duodenum stump peritonisation of human embryo peritoneum, on which it was taken out the patent to the invention under № 6755, 1994, was proposed to clinical application.
| 
