Характеристика клеточных популяций сердца и печени при хронической сердечной недостаточности

Байдюк, Екатерина Викторовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Характеристика клеточных популяций сердца и печени при хронической сердечной недостаточности
ВАК РФ 03.03.04, Клеточная биология, цитология, гистология

Автореферат диссертации по теме "Характеристика клеточных популяций сердца и печени при хронической сердечной недостаточности"

На правах рукописи

БАЙДЮК Екатерина Викторовна

ХАРАКТЕРИСТИКА КЛЕТОЧНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ СЕРДЦ А И ПЕЧЕНИ ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

03.03.04 — Клеточная биология, цитология, гистология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

005537045

7 НОЯ 2013

Санкт-Петербург 2013

005537045

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институт цитологии Российской академии наук, Санкт-Петербург

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Кудрявцев Борис Николаевич

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии Российской академии наук

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Бродский Всеволод Яковлевич

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова Российской академии наук,

Москва

доктор биологических наук Мартынова Марина Георгиевна

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии Российской академии наук, Санкт-Петербург

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова»,

Санкт-Петербург

Защита состоится «29» ноября 2013 г. в 13.00 ч на заседании Диссертационного совета Д 002.230.01 на базе Института цитологии РАН по адресу: 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 4. Сайт института: http://www.evlspb.rssi.ru: адрес электронной почты института: cellbio@mail.cvtspb.rssi.nn факс института: (812) 297-03-41

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института цитологии РАН

Автореферат разослан «2.9» октября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Е.В. Каминская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Ишемические поражения сердца являются наиболее часто встречающимися патологиями сердечно-сосудистой системы человека. Несмотря на достижения медицины, число этих заболеваний растет с каждым годом. Важным фактором роста сердечно-сосудистых заболеваний является старение населения. Инфаркт миокарда (ИМ), основной причиной которого является атеросклероз коронарных сосудов, обычно затрагивает левый желудочек (ЛЖ) сердца и сопровождается гибелью до 40 % кардиомиоцитов (КМЦ) (Buja, Vela, 2008). После острого периода на месте некротизированных клеток образуется рубцовая ткань, и болезнь переходит в хроническую форму, которую определяют как хроническую сердечную недостаточность (ХСН). При переходе от острой фазы повреждения в хроническую происходит перестройка структуры и функции сердца (ремоделирование). Адаптивные изменения структуры и геометрии JDK в ходе ремоделирования увеличивают его ударный объем и, на некоторое время, компенсируют снижение функции сердца, но не позволяют остановить дальнейшее развитие заболевания (Нечесова и др., 2008). Прогноз для больных, перенесших ИМ, во многом зависит от уровня потери КМЦ, его локализации и интенсивности регенераторных процессов в сердце.

ХСН является системным заболеванием, при котором в той или иной степени поражаются многие органы. Снижение объема крови, выбрасываемой ЛЖ в общий кровоток, ведет к развитию гипоксии и метаболического ацидоза в различных органах и тканях. При этом особенно страдают те органы, метаболизм которых в наибольшей степени зависит от концентрации кислорода в крови. Печень относится к числу органов, обладающих наиболее высокой метаболической активностью (Шмидг-Ниельсен, 1987). В силу этого интенсивность ее функций в значительной степени зависит от функционального состояния сердца. В свою очередь уровень энергетического метаболизма КМЦ во многом определяется концентрацией жирных кислот и глюкозы, синтезирующихся в печени и поступающих в периферическую кровь.

пациентов. Результаты этих исследований позволили установить, что поражения печени при ХСН развиваются в достаточно большом числе случаев. Они варьируют от кратковременных функциональных нарушений до кардиального цирроза печени (^аНоигаМз е1 а!., 2002; )Уе18Ье^, 2011). Вследствие уменьшения сердечного выброса возникают застойные явления в печени, приводящие к центролобулярному некрозу клеток ее паренхимы. (Неппоп а!., 2003). При прогрессировании сердечной недостаточности может развиваться фиброз в области центральных вен и мостовидный фиброз между соседними центральными венами (Агс!<Н е! а1., 1981; СтИоигакЬ е1 а!., 2002). Однако сведения об уровне регенераторного ответа печени при ее гипоксическом повреждении и клеточных механизмах регенерации этого органа при ХСН в настоящее время практически отсутствуют.

Цель и задачи исследования. Цель данной работы состояла в том, чтобы оценить морфофункционапьное состояние и кинетику популяций клеток сердца и печени при хронической сердечной недостаточности. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать возрастные изменения популяции кардиомиоцитов в левом желудочке сердца крысы и человека;

2. Используя эхокардиографический, гистологический и цитофотометрический методы, исследовать морфофункционапьное состояние левого желудочка сердца и кинетику популяции кардиомиоцитов у крыс на разных сроках после инфаркта миокарда;

3. Определить уровни плоидности и гипертрофии кардиомиоцитов в левом желудочке сердца человека при хронической сердечной недостаточности;

4. Исследовать состояние энергетического метаболизма у контрольных, ложно оперированных крыс и крыс с хронической сердечной недостаточностью;

5. Исследовать морфофункционапьное состояние печени и кинетику популяции гепатоцитов у контрольных и ложнооперированных крыс, а также у крыс с хронической сердечной недостаточностью.

Научная новизна. Впервые показано, что распределение КМЦ по классам плоидности в ЛЖ сердца взрослых крыс и человека не изменяется с возрастом. Число КМЦ у человека в интервале 20-55 лет снижается примерно на 40 %, но это снижение в значительной степени компенсируется гипертрофией КМЦ. Впервые, с помощью разработанного автором метода, показано, что количество КМЦ в сердце крыс, сниженное в результате ИМ, не восстанавливается при ремоделировании ЛЖ. Впервые показано, что на ранних этапах ремоделирования миокарда происходит гипотрофия КМЦ, которая затем сменяется их гипертрофией. Впервые показано, что при ХСН происходит увеличение уровней плоидности и степени гипертрофии гепатоцитов. Впервые показано, что развитие ХСН у крыс сопровождается изменением глюкостатической функции печени.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Количество КМЦ в ЛЖ сердца крыс, сниженное в результате их некроза после ИМ, не восстанавливается. Обновление популяции КМЦ в ЛЖ сердца взрослых млекопитающих при старении или его ремоделировании после ишемического повреждения не происходит. Гипертрофия КМЦ является основным механизмом физиологической и репаративной регенерации миокарда ЛЖ сердца.

2. Гипоксия печени при хронической сердечной недостаточности у крыс приводит к усилению фибротизации и васкуляризации ее паренхимы, изменению метаболизма гликогена и уменьшению числа гепатоцитов.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные в работе данные важны для понимания сути процессов, развивающихся в клеточных популяциях паренхимы печени и сердца в постинфарктном периоде. Выводы работы необходимо учитывать при разработке стратегии лечения больных ХСН и использовать в курсах лекций для студентов медицинских ВУЗов. Оригинальный метод определения числа клеток в сердце и печени млекопитающих, разработанный в ходе выполнения диссертационной работы, может бьггь применен в различных практических и фундаментальных исследованиях в области медицины и биологии.

Личный вклад автора. Все экспериментальные процедуры и обработка результатов выполнены автором лично. Материалы, вошедшие в представленную работу, обсуждались и публиковались совместно с соавторами и научным руководителем.

Апробация работы. Материалы работы были представлены на X Конгрессе Международной ассоциации морфологов (Ярославль, 2010), на Всероссийской научной конференции молодых ученых "Проблемы биомедицинской науки третьего тысячелетия" (Санкт-Петербург, 2010), на Всероссийской научной конференции "Регенеративная биология и медицина" (Москва, 2011), на III Конференции молодых ученых ИНЦ РАН (Санкт-Петербург, 2012), на II Всероссийской научной конференции молодых ученых «Проблемы биомедицинской науки третьего тысячелетия» (Санкт-Петербург, 2012).

По результатам работы опубликовано 4 статьи в рецензируемых журналах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения результатов и их обсуждения, заключения, выводов, списка литературы, содержащего ¿^наименований. Работа изложена на/УЗ страницах и иллюстрирована У,£~рисунками и2¿^таблицами.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объекты исследования. Работа выполнена на 100 белых крысах-самцах \У1з1аг, возраст которых в начале эксперимента составлял 4 мес, а масса тела 250-300 г. Животные были разделены на три группы: контрольные крысы, которых не подвергали каким-либо воздействиям, ложнооперированные крысы, у которых выполняли торакотомию и разрыв

перикарда без коронароокклюзии. У крыс третьей группы вызывали инфаркт миокарда (ИМ) методом перманентного лигирования левой коронарной артерии. Для проведения искусственной вентиляции легких с помощью аппарата ИВЛ (Kent Scientific ТОРО™ Dual Mode Ventilator) проводили интубацию трахеи крыс, наркотизированных с помощью хлоралгидрата (500 мг/кг, внутрибрюшинно). В ходе операции электрокардиографию сердца проводили в стандартных отведениях (Кардиотехника-ЭКГ-8, ЗАО «Инкарт», Санкт-Петербург) (Галагудза, 2006). Смертность животных во время операции составила не более 30 %. Через 2, 6 и 26 нед крыс декапитировали.

Аутопсийный материал ЛЖ сердца человека в возрасте от 20 до 60 лет получали в Санкт-Петербургском государственном медицинском университете им. И.П. Павлова (17 человек с ХСН различной этиологии) и Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И. Мечникова (17 человек без признаков патологии сердца, погибших в результате различных несчастных случаев).

Эхокардиографическое исследование. Эхокардиографическое (ЭХКГ) исследование функции сердца крыс проводили под тиопенталовым наркозом (в дозе 60 мг/кг) с помощью ультразвуковой системы «Accuson Sequoia 512» с линейным датчиком (частота 8МГц) до начала эксперимента и затем у тех же крыс спустя 6 мес. Исследования проводили по стандартным методикам в режиме одномерного (М-режим) и двухмерного (B-режим) сканирования. В М-режиме регистрировали диаметр аорты у корня, передне-задний размер левого предсердия, конечные диастолический и систолический размеры ЛЖ, толщину межжелудочковой перегородки и толщину задней стенки ЛЖ; в B-режиме — поперечные и вертикальные размеры ЛЖ и ПЖ, левого и правого предсердий. Показатели сократимости ЛЖ — фракцию укорочения и фракцию выброса с расчетом конечного систолического и конечного диастолического объемов ЛЖ определяли по Teichholz (Teichholz 1976).

Исследование газообмена. Исследования энерго- и газообмена у крыс выполнены с применением экспериментальной установки, являющейся модификацией ранее разработанного энергоанализатора по выдыхаемому воздуху для человека «Эрго-тест» (ИАП РАН). Установка включает метаболическую камеру для крысы и компьютеризированный многопараметрический анализатор показателей потребления 02 и выделения С02. Животное помещали в замкнутую экспериментальную камеру и в условиях его свободного поведения измеряли скорость потребления С>2 (Qo2> мл С>2 /мин) и выделения С02 (Q со2. мл С02 /мин) организмом крысы, используя методы амперометрии (измерение р02 в газовых средах) и абсорбционной инфракрасной спектроскопии в среднем инфракрасном диапазоне (измерение рС02 в газовых средах).

Методы приготовления препаратов. Гистологические срезы печени и ЛЖ сердца, приготовленные по стандартной методике (Роскин, 1957), окрашивали гематоксилин-эозином по Майеру и пикросириусом (Juncueira, 1979) для выявления соединительной

ткани. Для определения объема, занимаемого рубцовой тканью, у крыс с ХСН получали серии срезов ЛЖ от верхушки до основания. Мазки изолированных КМЦ получали с помощью методики щелочной диссоциации ткани (Белов и др., 1975). Для крыс с ХСН мазки КМЦ приготавливали из кусочков ЛЖ, взятых из зоны, непосредственно прилежащей к рубцу (далее — периинфарктная зона), и зоны, удаленной от рубца (далее — интактная зона). Для приготовления препаратов-мазков изолированных гепатоцитов использовали методику М.В. Кудрявцевой с соавт. (Кудрявцева и др., 1972). Ультратонкие срезы ЛЖ сердца крыс для электронно-микроскопического исследования подготавливали по общепринятой методике (Комаров, 1987). Срезы получали на ультратоме LKB III (Швеция) и просматривали в электронном микроскопе LIBRA 120 Carl Zeiss (Германия).

Цитохимические методы. Для определения содержания ДНК в КМЦ и гепатоцитах препараты окрашивали по Фёльгену, используя aypaMHH-S02 (Кудрявцев, Розанов, 1974). Для определения содержания гликогена в гепатоцитах крыс использовали окрашивание препаратов с помощью флуоресцентного варианта PAS-реакции (Кудрявцева и др., 1974).

Цитофлуорометрические методы. Цитофлуориметрию ДНК в ядрах клеток, окрашенных aypaMHHOM-S02, производили с помощью импульсного микрофлуориметра РИФ-1 (Кудрявцев и др., 1979). При измерениях использовали объектив 40x0,65 для гепатоцитов и 20x0,40 для КМЦ. Для каждого человека или крысы измеряли по 300 гепатоцитов или по 200 КМЦ. Среднюю плоидность клеток, N(c), рассчитывали по формуле (Делоне и др., 1987): N(c)=En¡x2i, где n¡ — относительное число гепатоцитов i-oro класса плоидности (i = 1 — диплоидный класс, i = 2 — тетраплоидный и т.д.). Содержание гликогена в гепатоцитах (по 100 клеток на препарат) измеряли с помощью импульсного микрофлуориметра РИФ-1, используя объектив 20x0,40.

Интерферометрический метод. Сухую массу КМЦ и гепатоцитов крыс (в пг) определяли на неокрашенных препаратах-мазках, заключенных в глицерин, по описанной ранее методике (Бродский, 1966; Бенеке, 1969). Измерение разности хода лучей проводили с помощью микроскопа МБИН-4 (ЛОМО) в монохроматическом свете, используя интерференционный светофильтр 1^^=550 нм, объективы 10x0,30 для КМЦ и 40x0,65 для гепатоцитов. Площадь клеток определяли с помощью анализатора изображений «PhotoM».

Морфометрические методы. Определение доли соединительной ткани в печени и в миокарде ЛЖ сердца проводили на гистологических срезах, окрашенных пикросириусом, с помощью анализатора изображений «VideoTest». Определение объемной доли рубца, периинфарктной и интактной зон в миокарде ЛЖ сердца крыс с ХСН проводили на серийных гистологических срезах с помощью программы «PhotoM». Объемную плотность митохондрий и концентрацию внутренних мембран митохондрий определяли с помощью программы для анализа изображений "ImageJ", используя электроннограммы, отснятые при увеличении 4000х и 20000х соответственно.

Определение количества КМЦ в ЛЖ сердца крысы и человека. Число КМЦ в миокарде ЛЖ сердца человека, ложнооперированных и контрольных крыс определяли по формуле: N = PxRxf/M, где: N— количество КМЦ в ЛЖ; Р — сырая масса ЛЖ сердца, г; R

— доля мышечной ткани в ЛЖ; f — коэффициент перехода от сырой массы миокарда к сухой; М — средняя сухая масса одного КМЦ в ЛЖ сердца, г. Количество КМЦ в ЛЖ у крыс с ХСН определяли по формуле: N = Ринт xRUHm xf/MUHm + Р^ х R^,, *f/M„/u, где N -количество КМЦ в ЛЖ сердца; Р„„т — масса интактной зоны ЛЖ, г; Р„/и — масса периинфарктной зоны ЛЖ, г; R„/„ — доля мышечной ткани в периинфарктной зоне ЛЖ; RUHm

— доля мышечной ткани в интактной зоне ЛЖ; / — коэффициент перехода от сырой массы миокарда к сухой; М„/м— средняя сухая масса одного КМЦ периинфарктной зоны, г; Мтт— средняя сухая масса одного КМЦ интактной зоны, г. Массу интактной зоны ЛЖ определяли по формуле: Рынт =Р * fVUHm, где Р - вес ЛЖ, г; Wm,m — доля интактной зоны ЛЖ. Аналогично определяли массу периинфарктной зоны.

Определение количества гепатоцитов в печени крыс. Количество гепатоцитов в печени крыс в норме и при ХСН определяли по формуле N = PxRxf/M, где: N — количество гепатоцитов в печени; Р — сырая масса печени, г;R — доля паренхимы в печени; /—коэффициент перехода от сырой массы печени к сухой; М— средняя сухая масса одного гепатоцита, г.

Статистическая обработка полученных результатов. Статистическую обработку результатов проводили на персональном компьютере, используя пакет программ Microsoft Excel, Statistica, SigmaPlot. Данные в таблицах и на гистограммах представлены как среднее и его ошибка (X ± s„). Достоверность различий между величинами оценивали, используя t-критерий Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Структурно-функциональные изменения сердца крыс при ХСН. В результате лигирования левой коронарной артерии в сердце крыс через 2 нед происходило формирование рубца, локализованного преимущественно в ЛЖ и занимавшего 20-60% от площади его поверхности. Гистологическое исследование миокарда показало, что через 2 нед после операции рубец состоял в основном из рыхлой соединительной ткани (рис. 1, а). Зона инфаркта была инфильтрирована лейкоцитами (рис. 1, б), наблюдались очаги некроза. Через 6 и 26 нед после начала эксперимента на гистологических срезах ЛЖ наблюдали рубец (рис. I, в), представленный плотной соединительной тканью, воспалительные процессы в миокарде угасали (рис. 1, г). Объем рубца, имевшего форму уплощенного эллипса, составил 20,01±1,46 % от объема ЛЖ.

При морфометрическом анализе препаратов, окрашенных пикросириусом, было найдено, что у крыс с ХСН доля соединительной ткани в периинфарктной зоне ЛЖ

составляет около 4 % ив 1,5-2 раза превышает таковую в интактной зоне и в миокарде

одновозрастных контрольных и ложнооперированных крыс.

Рис. 1. Гистологические срезы ЛЖ сердца крыс через 2 (о, б) и 6 (в, г) нед после ИМ. а - рубец представлен рыхлой соединительной

тканью; б - лейкоцитарный инфильтрат (показан

стрелкой) на границе рубца и мышечной ткани миокарда; в - рубец представлен плотной соединительной тканью; г — лейкоцитарные инфильтраты на границе рубца и мышечной ткани миокарда отсутствуют. Р - рубцовая ткань, М - мышечная ткань. Окраска гематоксилин-

эозином по Майеру. Увел, об.: 10х(а, в); 40х (б, г).

ЭХКГ исследование обнаружило значительные изменения в структуре сердца у крыс с ХСН по сравнению с контрольными животными. Наиболее сильные изменения выявлены в ЛЖ: конечные систолические и диастолические диаметры этого отдела сердца увеличились по сравнению с контролем на 78% и 30% соответственно (р<0,001), а объемы его полостей в систоле и диастоле - на 396% и 100% соответственно, р<0,001. Растяжение полости ЛЖ сопровождалось истончением межжелудочковой перегородки -на 31,5% по сравнению с контрольными животными (р<0,005). Структурные изменения ЛЖ сердца при ХСН сопровождались существенным ухудшением его функции: фракция ускорения (ФУ), отражающая степень сократимости мышечных волокон, снижалась на 61,5% (р<0,001), а фракция выброса (ФВ) - на 52,5 (р<0,001) по сравнению с соответствующими показателями у контрольных крыс. Считается, что ремоделирование миокарда, включающее изменение формы и увеличение объема сердечных камер, представляет собой адаптивную реакцию, направленную на поддержание сердечного выброса (СВ). Действительно, ударный объем (УО), частота сердечных сокращений (ЧСС) и СВ в группе крыс с ХСН сохранялись на уровне контроля: УО - 0,583±0,052 мл и 0,569±0,070 мл, ЧСС - 393±7 уд/мин и 378±11 уд/мин, СВ - 207 мл и 215 мл соответственно. По-видимому, как следствие неизменности УО и СВ в группе крыс с ХСН по сравнению с контролем, размер аорты у контрольных животных и животных с ХСН не различался, 0,39±0,04 см и 0,41±0,04 см соответственно. Несмотря на то, что увеличение полости способствует поддержанию УО и СВ на уровне контрольных значений, дилатация ЛЖ приводит к усилению кардиального стресса. Определение ЭХКГ показателей в группе

ложнооперированных крыс выявило схожую направленность структурно-функциональных изменений, что и в группе крыс с ХСН, хотя амплитуда этих изменений была заметно ниже. Вскрытие грудной клетки и разрыв перикарда сопровождались увеличением, по сравнению с контрольными значениями, систолического размера и объема камеры ЛЖ на 20,4 % (р<0,05) и 82,8 % (р<0,005), снижению ФУ и ФВ - на 28,7 % (р<0,001) и 20,5 % (р<0,001) соответственно.

Исследование уровней плоидности КМЦ ЛЖ сердца крысы и человека в норме и при ХСН. Полиплоидные одноядерные и двуядерные КМЦ в миокарде млекопитающих образуются в результате прохождения клеткой незавершенного клеточного цикла (Бродский, Урываева, 1981). Таким образом, увеличение плоидности дифференцированных КМЦ может служить показателем наличия у них ДНК-синтетической активности. Как следует из данных, представленных в табл. I, распределение КМЦ по классам плоидности в ЛЖ сердца крыс контрольной группы с возрастом не изменялось и оставалось постоянным на протяжении 26 нед после начала эксперимента. Наиболее часто встречающимся классом КМЦ в ЛЖ нормального сердца крыс были двуядерные клетки с диплоидными ядрами (>82 %). Результаты измерения содержания ДНК в КМЦ крыс с ХСН показали, что распределение КМЦ по классам плоидности и их средняя плоидность как в интактной, так и в периинфарктной зонах ЛЖ в течение всего интервала времени после индукции ИМ не отличались от контрольных величин. Полученные данные позволяют заключить, что ДНК-синтетическая активность КМЦ в ЛЖ сердца взрослых крыс, как в ходе старения животных, так и при ХСН, вызванной острым ишемическим повреждением миокарда, отсутствует или находится на крайне низком уровне.

Таблица 1. Плоидность КМЦ ЛЖ сердца контрольных крыс и крыс с ХСН в периинфарктной (пи) и

интактной (инт) зонах через 2, 6 и 26 над после коронароокклюзии, X ± ^

Время, нед Группа крыс Доля КМЦ разных классов плоидности, % Доля двуядер- ныхКМЦ, % Среднвя плоидность КМЦ, с

2с 2с*2 4с 4с*2 8с

2 К 15,00±1,72 8!,50±1,67 2,30±0,78 1,10±0,37 0,1(Ш),10 82,60±1,98 3,75*0,05

ХСН, инт 13,20±1,27 82,90±0,68 2,60±0,60 1,30±0,25 0 84,20±0,78 3,79±0,03

ХСН, пи 12,70±1,76 84,20±2,38 2,10±0,81 1,60±0Д9 0 85,8012,49 3,83*0,05

6 К 13,38±4,96 83,50±4,81 2,00±0,91 1,13±0,38 0 84,63±4,98 3,78±0,11

ХСН, инт 9,20±1,66 87,00±1,57 2,40±0,29 1,40±0,43 0 88,40±1,62 3,87±0,04

ХСН, пи 8,40±1,10 86,90±0,58 1,80±0,41 2,70±0,56 0,20±0,12 89,60±1,02 3,95±0,04

26 К 14,58±1,89 81,82=12,15 1,94±0,39 1,5±0,52 0,16±0,18 83,32±1,91 3,77±0,03

ХСН, инт 15,95±1,52 79,76±1,84 2,62±0,63 1,33±0,47 0,35±0,27 81,08±1,69 3,75*0,03

ХСН, пи 14,91±1,34 81,26±1,02 1,76±0,49 1,99±0,61 0,07±0,07 83ДШ.19 3,78±0,05

В отличие от миокарда крысы, в ЛЖ сердца человека в норме в возрасте 20-55 лет основная часть популяции КМЦ (78—79 %) была представлена одноядерными клетками (2с, 4с и 8с) (табл. 2), при этом наиболее часто встречающимся классом плоидности были тетраплоидные одноядерные КМЦ (около 40 %). В популяции КМЦ ЛЖ сердца человека присутствовали также клетки еще более высоких классов плоидности - 8с*2 и 16с. Однако средняя плоидность КМЦ ЛЖ сердца человека лишь ненамного превышала среднюю плоидность КМЦ крысы (4,31с и 3,77с соответственно). Изменений уровней плоидности КМЦ человека, связанных с возрастом, в данном исследовании обнаружено не было. Средняя плоидность КМЦ человека и их распределение по классам плоидности в разных возрастных группах (20-30 лет и 46-55 лет) не различались (Табл. 2).

Таблица 2. Распределение КМЦ человека разных возрастных групп по классам плоидности.

Возраст человека, г Доля КМЦ разных классов плоидности, % Средняя плоидность КМЦ, с

2с 2с*2 4с 4сх2 8с 8сх2 16с

20-30 (п=7) 35,9±4,5 12,2±2,3 39,6±4,8 9,5±1,9 2,6±0,7 0,2±0,1 0 3,79±0,15

46-55 (п=5) 22,6±4,9 7,7±0,9 46,9±3,1 11,6±3,9 9,5±2,4 1,6±0,8 0,1±0,1 4,59 ± 0,45

Данные, представленные в Табл. 3, свидетельствуют о том, что средняя плоидность ядер КМЦ при дилатационной кардиомиопатии (ДКМП) и ишемической болезни сердца (ИБС) превышает значения нормы на 76,6 % и 52,6 % соответственно. Доля 8с- и 16с-ядер КМЦ в ЛЖ сердца пациентов с ХСН превышала уровень нормы в 5-6 и 60-90 раз соответственно. Кроме того, у больных появлялись ядра КМЦ с плоидностью 32с, которые не встречались в норме. Определение клеточной плоидности КМЦ ЛЖ сердца у двух пациентов с дилатационной и рестриктивной кардиомиопатией обнаружило еще более высокие уровни средней плоидности, по сравнению с ядерной: 7,83с и 7,21с соответственно.

Таблица 3. Плоидность ядер КМЦ ЛЖ сердца человека в норме и при ХСН различной этиологии. __

Группы Доля ядер различных классов плоидности, % Средняя плоидность ядер, с

2с 4с 8с 16с 32с

Норма (п=17) 39,24±3,53 54,89±2,82 5,80±1,26 0,07±0,04 0 3,46±0,11

ДКМП (п=10) 15,74±3,01** 41,12±4,10* 35,96±3,52** 6,45±3,99 0,73±0,43 6,10±0,65**

ИБС (п=7) 22,1±2,42** 45,95±6,14 27,27±4,15** 4,13±2,51 0,48±0,32 5,28±0,50**

Примечание: ДКМП — дилатационная кардиомиопатия, ИБС — ишемическая болезнь сердца; отличие от нормы: * -р<0,05; **-р<0,01.

Столь значительное превышение ядерной и клеточной плоидности КМЦ в ЛЖ больных с патологиями сердца по сравнению с нормой позволяет сделать два предположения. Во-первых, можно допустить, что в миокарде ЛЖ сердца взрослого

человека при ХСН резко повышается ДНК-синтетическая активность КМЦ. Однако такое предположение представляется маловероятным по следующим причинам: 1) митотическая активность КМЦ взрослого человека после 20 лет находится на очень низком уровне (МоИоуа с1 а1., 2013); 2) крайне маловероятно, чтобы столь крупная клетка, как взрослый КМЦ, объем которого составляет 25000 мкм3 и более, могла вступить в клеточный цикл; учитывая при этом, что перед делением она должна была бы удвоить свой объем (Апуегеа й а1., 2006); 3) предположение о высокой пролиферативной активности КМЦ при ХСН не подтверждается также и нашими данными, полученными на крысах {табл. 1). Другое предположение состоит в том, что КМЦ высоких классов плоидности образовались в раннем возрасте человека, когда в КМЦ еще сохраняется ДНК-синтетическая активность, приводящая к их полиплоидизации. К такому предположению склоняются и другие авторы (Ка]з1ига с1 а1., 2012).

Исследование гипертрофии КМЦ крысы и человека в норме и при ХСН. Как

известно, основным механизмом роста КМЦ в постнатальном периоде является их гипертрофия, обусловленная накоплением в клетке тканеспецифических белков и гиперплазией различных ультраструктур (Саркисов, 1970). В качестве показателя степени гипертрофии КМЦ мы использовали сухую массу клеток. В отличие от линейных размеров клеток или их объемов, этот показатель не зависит от условий приготовления препаратов и позволяет выражать результаты измерений в абсолютных единицах - пикограммах (10"'2 г). Определение сухой массы КМЦ контрольных крыс показало, что через 26 нед после начала эксперимента она увеличилась на 40,7 % (р<0,001) (рис. 2), составив у 4-месячных крыс, в среднем, 4798±329 пг, а у крыс в возрасте 10 мес — 6751±200 пг. Поскольку масса ЛЖ за это же время возрастала на 59,5 % (р<0,01), полученные данные позволяют сделать вывод о том, что в течение 6 мес увеличение массы ЛЖ взрослых крыс происходит в основном за счет гипертрофии КМЦ.

Рис. 2. Сухая масса КМЦ ЛЖ сердца контрольных (К), ложнооперированных (ЛО) крыс и крыс с ХСН (ХСН) в периинфарктной (пи) и интактной (инт) зонах через 2, 6 и 26 нед после ИМ. * - отличие от одновозрастного контроля Р < 0,05; # - отличие от контроля 2 нед Р < 0,001.

Время после начала эксперимента, нед Схожая динамика сухой массы КМЦ наблюдалась в ЛЖ нормального сердца человека: в возрастном интервале 20-55 лет она увеличилась на 28,3 % (р<0,01). В возрасте

20-23 г сухая масса КМЦ ЛЖ сердца человека составляла 7372,7±91,2 пг, а в возрасте 5055 лет-9461,8±275,2 пг.

Сухая масса КМЦ ЛЖ сердца крыс после коронарокклюзии претерпевала значительные изменения {рис. 2). Вначале, по-видимому вследствие гибернации миокарда, она снижалась примерно в 1,5 раза (р<0,05) как в периинфарктной, так и в интактной зонах ЛЖ. Однако через 6 нед в обеих зонах постинфарктного миокарда ЛЖ наблюдалась значительная гипертрофия КМЦ, свидетельствующая о высоком уровне процессов внутриклеточной регенерации на этом этапе ремоделирования сердца. Через 26 нед после ИМ гипертрофия КМЦ отмечалась лишь в периинфарктной зоне ЛЖ, на клетки которой падает наибольшая нагрузка.

Определение сухой массы КМЦ у больных с ХСН различной этиологии показало, что сухая масса КМЦ в ЛЖ сердца при патологии (10163,3±108,9 пг) увеличена на 20,7 % (р<0,05) по сравнению с сухой массой КМЦ людей без патологии сердца (8417,3±484,8 пг).

Количество КМЦ в ЛЖ сердца крысы и человека в норме и при ХСН. Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что число КМЦ в ЛЖ сердца контрольных крыс остается постоянным на протяжении 6 мес их жизни: в возрасте 4 мес оно составило (24,21±1,98)х106, а в возрасте 10 мес - (28,58±1,59)хЮ6. В отличие от ЛЖ сердца крыс, количество КМЦ в ЛЖ человека с возрастом уменьшалось на 40 %: в возрастной группе 20-23 года оно составило (2,90±0,26)*109 клеток, а в возрастной группе 50-55 лет - (1,73±0,15) х109 клеток. Поскольку масса ЛЖ у человека за 30 лет снижалась лишь на 10-12%, полученный результат означает, что уменьшение числа КМЦ в ЛЖ в значительной степени компенсируется усилением гипертрофии клеток.

Ключевым вопросом кардиологии является вопрос о способности миокарда млекопитающих восстанавливать популяцию КМЦ после его повреждения. Используя разработанный нами метод, мы определили число КМЦ в миокарде ЛЖ сердца крыс при ХСН. Оказалось, что через 26 нед после коронароокклюзии число КМЦ в ЛЖ крыс с ХСН уменьшается на 17% (р<0,05). У крыс с ХСН оно составило (23,83±1,13)*106, а у контрольных одновозрастных животных - (28,58±1,59)хЮ6 . Поскольку объем рубца у крыс с ХСН составлял 20,01 % (см. выше), полученный результат позволяет заключить, что при использовании данного метода и в условиях нашего эксперимента нам не удалось зарегистрировать прибавку в виде новых КМЦ в миокарде ЛЖ крыс с ХСН через 6 мес после ИМ.

Скорость тканевого дыхания и величина дыхательного коэффициента у крыс различных экспериментальных групп. Замедление тока крови, наблюдающееся при ХСН, является основной причиной снижения снабжения тканей кислородом и необходимыми субстратами. Измерение тканевого дыхания в различных экспериментальных группах крыс, которое проводили с помощью установки, разработанной в Институте аналитического приборостроения, показало (табл. 4), что по сравнению с контролем

потребление кислорода у ложнооперированных крыс и крыс с ХСН через 6 мес после коронароокклюзии увеличилось на 15 и 27 % соответственно. Продукция СО2 в этих группах также повышалась, свидетельствуя о значительных сдвигах энергетического метаболизма в организме.

Таблица 4. Скорость потребления кислорода (\Юг) и выделения углекислого газа (УС02)

Группы крыс У02, мл/кг/мин -\СОг мл/кг/мин Дыхат. коэфф.,0

К 17,12±0,92 12,87±0,82 0,75±0,04

ЛО 19,72±1,04«* 14,80±0,89* 0,75±0,01

ХСН 21,79±1,25**# 18,46±0,93**### 0,85±0,05**##

Примечание: группы крыс: К - контроль; ЛО - ложнооперированные животные; ХСН - крысы с хронической сердечной недостаточностью. Достоверность различий: ** - р<0,001 от К; * - р<0,005 от К; т - р<0,001 от ЛО, т - р<0,01 от ЛО, # - р<0,05 от ЛО.

Величина отношения УС02/У02 (дыхательный коэффициент, <3) зависит от состава окисляемых субстратов. При использовании в качестве субстрата липидов значение О составляет величину примерно 0,7, а при окислении углеводов — 1,0. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что контрольные и ложнооперированные животные в качестве субстратов для окислительного метаболизма используют, главным образом, липиды. В группе крыс с ХСН величина увеличилась до 0,85, свидетельствуя о значительном увеличении вклада углеводов, как энергетических субстратов для ишемического миокарда.

Электронно-микроскопическое исследование митохондриального аппарата КМЦ крыс при ХСН. Электронно-микроскопическое исследование миокарда крыс через 6 мес после операции выявило значительные изменения ультраструктуры митохондриального аппарата КМЦ, которые проявлялись, прежде всего, в изменении упаковки крист (рис. 5).

„ ■■ * ' Рис. 5. Ультраструктура

X, ' ? ** * '* * . митохондрий КМЦ ЛЖ

. " сердца контрольных крыс

ННИНн^Н^Ин^КзрЗЁ % ** 2 ■>.'•>*': (а) и митохондрий КМЦ

** к 4 периинфарктной зоны

ИНИИ ЛЖ крыс с ХСН (б).

Морфометрическое исследование показало, что объемная плотность митохондрий (ОПМ) в КМЦ ЛЖ крыс не различалась во всех экспериментальных группах и составляла около 30 % цитоплазмы КМЦ (табл. 5). Однако общая концентрация внутренних мембран митохондрий (КВММ), на которых располагаются специфические белки, необходимые для

осуществления процесса окислительного фосфорилирования, у крыс с ХСН была ниже, чем в контроле. При ХСН в клетках периинфарктной зоны она снижалась на 26,3 %, а в расчете на весь ЛЖ - на 37,5 %. Полученные данные свидетельствуют о значительном снижении энергетического потенциала КМЦ ЛЖ крыс с ХСН.

Таблица 5. Морфометрические показатели митохондрий КМЦ контрольных (К), ложнооперироваш1ых (ЛО) и крыс с ХСН.

Параметр Группы крыс

К(п=3) ЛО (п=3) ХСН (п=3)

шгг пи

ОПМ (%) 31,10±0,48 26,52±3,50 33,38±1,73 30,68±3,71

КВММ на ед. площади цитоплазмы КМЦ (мкм/мкм2) 14,64±0,94 12,32±1,68 12,71±0,62 10,80±0,96*

КВММ на ЛЖ (усл.ед.) 2,64±0,19 1,77±0,26 1,65±0,10"

Примечание: * - отличие от контрольных значений (р < 0,05); ** - отличие от контрольных значений (р < 0,01).

Морфо-функционалыше изменения и кинетика клеточной популяции печени крыс при ХСН. Снижение снабжения клеток кислородом при ХСН вызывает угнетение в них аэробного синтеза АТФ, которое компенсируется усиленным поступлением глюкозы и активацией гликолиза. Главную роль в поддержании постоянного уровня глюкозы в крови играет печень, при этом она является одним из органов, которые наиболее сильно страдают при сердечных патологиях (Alvarez, 2011). Поэтому в данной работе мы исследовали структурно-функциональные изменения печени и кинетику ее клеточной популяции на разных этапах ремоделирования миокарда. У крыс с ХСН уже на макроскопическом уровне были видны значительные изменения печени. Соединительнотканная капсула печени прирастала спайками к диафрагме, толстому и тонкому кишечнику. Печень была более темной, чем у контрольных крыс, буроватого оттенка, неоднородная по плотности и цвету, что свидетельствует о застойных явлениях. За время эксперимента (26 нед) абсолютный вес печени крыс с ХСН снижался на 10 % (р<0,05), однако ее относительная масса не изменялась.

Гистологические изменения в печени крыс при ХСН. На гистологических срезах печени крыс с ХСН также были выявлены значительные изменения морфологии данного органа. Через 2 нед после индукции ИМ в печени выявлялись очаги некроза, диффузные лейкоцитарные инфильтраты (рис. б, б). В ткани печени были видны начальные этапы фибротизации, прогрессировавшей в дальнейшем (рис. 7, б). Через 6 нед на срезах печени крыс с ХСН были видны очаги воспаления и расширенные просветы сосудов (рис. б, в, г), паренхима прорастала соединительно-тканными тяжами (рис. 7, в). Через 26 нед после коронароокклюзии в паренхиме печени крыс усиливались признаки фибротизации и сосудистых нарушений, которые заключались в переполнении синусоидов кровью (что свидетельствует о венозном застое), увеличении количества сосудов, расширении их просветов и утолщении стенок (рис. б, д, е; рис. 7, г, д, е).

ІШЇЙІЩЩЙІ а ^ (мі якм «•-;-. -., • -4 .'.І • -Ґ^ї&г 4 * • А *» , . О .«••' . • .-»«г Л » «... і ,» ' , _ ■• ' в

її Ш 1 А . - • . ... ' • . . ■•'•„•- -С 200 МКМ , г "Г- ,: N Ш і ^ . .-•> «В г >. - > --"'.'-АЛ?^-.1 ' ■ г. * _ -

уШЖ X ЧШ. \ \ ^ В^Вщея&ВДОЯ д 200 мкм *"• . ¿.'.г г - і

У п 200 мкм / б 200 мкм

£ 200 мкм / 'У&Г £ 200 мкм

/ / 9 ^ 200 мкм £> 200 мкм

Рис. 6. Гистологические срезы печени интактных крыс (а) и через 2 (б), 6 (в, г), и 26 нед (д, е) после индукции ИМ.

а - паренхима печени крнтрольной крысы; б - лейкоцитарный инфильтрат в паренхиме печени через 2 нед после ИМ; в - очаги воспаления и расширенные просветы сосудов в паренхиме печени через 6 нед после ИМ; г -лейкоцитарный инфильтрат в паренхиме печени через 6 нед после ИМ; д — увеличенное количество расширенных сосудов в паренхиме печени через 26 нед после ИМ. Толстыми стрелками показаны лейкоцитарные

инфильтраты, тонкими стрелками - расширенные просветы сосудов. Окраска гематоксилин-эозином по Майеру. Увел, об.: 10* (а, в, <)); 40х (б, г, е).

Рис. 7. Гистологические срезы печени интактных крыс (а) и через 2 (б), 6 (г), и 26 нед (г, д, е) после индукции ИМ. а - паренхима печени контрольной крысы; б -утолщенная стенка центральной вены через 2 нед после ИМ; в -соединительнотканный тяж в паренхиме печени через 6 нед после ИМ; г, е - утолщенные стенки сосудов и

содинительнотканные тяжи в паренхиме печени через 26 нед после ИМ; д - увеличенное количество расширенных сосудов в паренхиме печени через 26 нед после ИМ. Белыми стрелками показаны соединительнотканные тяжи в паренхиме печени, черными стрелками — утолщенные стенки сосудов. Окраска пикросириусом. Увел, об.: 10х (а, в. д); 40х (б, г, е).

Площадь просветов сосудов, измеренная на срезах печени через 26 нед после коронароокклюзии, превышала таковую для нормальной печени, в среднем, более чем в 2,5 раза (табл. 6).

Таблица 6. Доля соединительной ткани и показатели сосудистых нарушений в паренхиме

печени крыс С ХСН, X ± 5Х.

Группа крыс Доля соединительной ткани,% Число сосудов в поле зрения Средняя площадь просветов сосудов, мкм2 Средняя толщина стенок сосудов, мкм

К 0,87 ± 0,06 8,28 ± 0,28 1224,41 ±7,27 2,76 ±0,13

ЛО 0,92 ± 0,03 8,97 ± 0,30 1614,77 ± 14,99 2,49 ± 0,02

ХСН 1,46 ±0,20 * 18,03 ±0,11 * 3169,50 ±37,79 * 3,31 ±0,06*

Примечание: К — контрольные крысы, ЛО — ложнооперированные крысы, ХСН - крысы с хронической сердечной недостаточностью. * - отличия от контроля достоверны, р < 0,05.

Доля соединительной ткани в нормальной печени крыс, составлявшая менее 1% от площади среза, через 26 нед после перенесенного крысами ИМ увеличилась примерно в 1,5 раза (табл. б).

Таким образом, ИМ и последующее развитие ХСН вызывали значительные нарушения морфологии печени, которые усугублялись с течением времени: к некротическим, воспалительным процессам добавлялись процессы фибротизации и васкуляризации, что, естественно, сказывалось на функции этого органа.

Исследование содержания гликогена в гепатоцитах крыс при ХСН. Одна из основных функций печени состоит в поддержании постоянного уровня глюкозы в крови. Выполнение глюкостатической функции печени достигается за счет способности клеток ее паренхимы — гепатоцитов абсорбировать глюкозу после приема пищи и выделять ее в кровь в соответствии с требованиями организма. Об изменении глюкостатической функции печени при ХСН судили по изменению содержания гликогена в гепатоцитах. Через 2 нед после индукции ИМ содержание гликогена в гепатоцитах повышалось (рис. 8). Однако уже через 6 нед содержание гликогена в гепатоцитах снижалось до контрольных значений, а через 26 нед становилось ниже, чем в норме.

р I

а к нло о хсн

Рис. 8. Содержание гликогена в гепатоцитах крыс на разных сроках после коронароокклюзии. —

отличие от контрольных значений (р < 0,05).

2 6 26 Время после операции, нед

Таким образом, ИМ приводил к изменению метаболизма углеводов в печени, которое проявлялось в увеличении содержания гликогена в гепатоцитах на ранних сроках после повреждения и снижении на более поздних.

Исследование плоидности гепатоцитов крыс при ХСН. Повреждение печеночной паренхимы, сопровождающееся элиминацией гепатоцитов и ухудшением условий микроокружения, в которых происходит их функционирование, неизбежно вызывают активацию регенераторных процессов. Известно, что при хроническом повреждении печени различными агентами в ее паренхиме увеличивается частота незавершенных митозов, что приводит к повышению плоидности гепатоцитов (Сакута, Кудрявцев, 2005). Однако заметное повышение уровней плоидности гепатоцитов при ХСН в данной работе было обнаружено только через 26 нед после индукции ИМ. При этом наиболее заметные изменения происходили в классах октаплоидных клеток (4сх2 и 8с), доля которых увеличилась на 50 %. Средняя плоидность гепатоцитов увеличивалась на 11 % (табл. 7).

Таким образом, в ходе развития ХСН, вызванной лигированием коронарной артерии, в печени наблюдались заметные сдвиги в распределении гепатоцитов по классам плоидности, свидетельствующие об активации регенераторных процессов. Вместе с тем, следует отметить, что степень активации этих процессов ниже, чем, например, в случае токсического воздействия на этот орган или после частичной гепатэктомии (Сакута, Кудрявцев, 2005).

Табл. 7. Доля гепатоцитов различных классов плоидности в печени контрольных (К), ложнооперированных (ЛО) крыс и крыс с ХСН на разных сроках после индукции ИМ, X ± _

Вре мя, нед Груп па крыс Доля гепатоцитов разных классов плоидности, % Средняя плоидность геп, с

2 с 2с*2 4 с 4сх2 8с 8сх2

6 К 5,67±3,28 10,89±5,02 70,44±5,91 9,44±2,08 3,44±0,97 0,11±0,11 4,42±0,19

ЛО 4,22±1,60 10,78±2,80 70,33±0,33 И,22±3,47 3,11±0,48 0 4,48±0,17

ХСН 4,22±1,75 9,78±4,41 73,67±4,98 9,67±1,00 2,33±0,33 0,33±0,19 4,44±0,10

26 К 2,00±0,28 3,83±1,40 75,85±1,20 13,68±0,99 4,68±1,19 0 4,70±0,03

ЛО 2,75±0,53 7,65±0,99 69,90±2,93 17,33±2,15 3,03±0,52 0,18±0,18 4,81±0,09

ХСН 1,60±0,46 2,85±0,43 66,58±0,13 * 19,90±1,42 * 8,00±0,39 * 1,10±0,35 5,22±0,15 *

Примечание: * - отличие от контрольных значений (р < 0,05).

Исследование гипертрофии гепатоцитов крыс с ХСН. Наряду с пролиферацией и полиплоидизацией существенную роль в репаративном росте печени может играть гипертрофия клеток (Саркисов, 1970). В качестве показателя степени гипертрофии гепатоцитов мы использовали сухую массу этих клеток. Изменения по данному показателю у крыс с ХСН также выявлялись только после длительного патологического воздействия. Через 26 нед после ИМ сухая масса гепатоцитов увеличивалась на 19 % (рис. 9). Поскольку средняя плоидность гепатоцитов в те же сроки повышалась на 11 % (табл. 7), можно заключить, что уровень гипертрофии гепатоцитов, не зависящий от их плоидности, возрастал примерно на 8 %.

Рис. 9. Сухая масса гепатоцитов крыс на разных сроках после коронарокклюзии. К — контрольные крысы, ЛО — ложнооперированные крысы, ХСН - крысы с хронической сердечной недостаточностью. * -отличие от одновозрастного контроля, р < 0,05

Определение количества гепатоцитов в печени крыс в норме и при ХСН. Оценка числа гепатоцитов в печени крыс различных экспериментальных групп показала, что при ХСН число гепатоцитов уменьшается на 25 % (р<0,05) по сравнению с контрольными и ложнооперированными животными. Количество гепатоцитов в печени контрольных крыс составило (3,86±0,20)*109, в печени ложнооперированных крыс - (3,81±0,40)х109, а в печени крыс с ХСН — (2,93±0,13)х109. Поскольку средняя плоидность гепатоцитов в эксперименте повышалась на 13%, а масса клеток на 20 %, можно говорить о том, что при ХСН гипертрофия гепатоцитов вносит больший вклад в регенерацию печени, чем их полиплоидизация.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные в работе данные свидетельствуют о том, что структура и функция печени при ХСН, вызванной ишемическим повреждением миокарда, подвергается значительным изменениям. Они проявляются, прежде всего, в усилении фибротизации и васкуляризации паренхимы, активизации воспалительных процессов, заметных сдвигах в уровнях плоидности гепатоцитов, повышении их гипетрофии и изменениях метаболизма гликогена. Несомненно, все эти изменения ведут к ослаблению различных функций печени. Ослабление функции печени, в свою очередь, может вызывать дальнейшее ухудшение функции сердца, поскольку энергетический метаболизм этого органа в значительной мере зависит от метаболизма глюкозы и жирных кислот в печени (Stanley et al., 2005). В результате возникает порочный круг — ухудшение функции одного органа неизбежно приводит к ухудшению функции другого и, как следствие, к общему ухудшению состояния человека.

Наши данные свидетельствуют также о том, что миокард ЛЖ взрослых млекопитающих (человека и крысы) обладает очень слабой способностью к регенерации как в ходе старения, так и после его ишемического повреждения. Гипертрофия функционально активных КМЦ является основным механизмом компенсации функции миокарда после потери клеток при старении сердца или после его повреждения. Наши

ШК ШЛО 0ХСН

2 6 26 Время после операции, нед

данные позволяют также заключить, что стволовые клетки сердца не играют заметной роли при физиологической или репаративной регенерации миокарда. Это положение подтверждается следующими фактами: 1) Гипотеза, предполагающая высокую способность сердца человека к регенерации, основана на допущении высокой скорости оборота клеток в миокарде взрослого человека в ходе его старения, в результате которого вся популяция КМЦ в сердце в течение жизни может полностью обновляться много раз (Апуегэа й а1., 2006; К^БШга й а1., 2010, 2012). Согласно этой гипотезе, высокая скорость оборота КМЦ достигается за счет непрерывной замены изношенных старых КМЦ новыми КМЦ, которые образуются из стволовых клеток сердца в ряде поколений: с-кк1- клетка —♦ прогениторная клетка —> клетка-предшественник —* амплифицирующийся КМЦ, способный к митотическому делению и содержащий небольшое количество миофибрилл, —* зрелый полностью сформированный КМЦ взрослого млекопитающего (Апуегеа е1 а1., 2013). Если эта гипотеза верна, то на гистограммах распределения КМЦ по размерам, от стадии амплифицирующихся КМЦ, которые содержат минимальное количество миофибриллярных белков, до зрелых КМЦ, которые содержат огромное количество этих белков, следовало бы наблюдать непрерывный ряд размеров клеток. Однако этого не наблюдается (рис. 10).

(Ferreira-Martins et al., 2012), т.е. около 50 пг; ---- — область «делящихся КМЦ», «amplifying

myocytes», предполагаемый объем которых составляет 1000—5000 мкм3 (Anversa et al., 2006; FerreiraMartins et al., 2012) или 125-625 пг;--область размеров КМЦ ЛЖ человека.

Клетки с промежуточными размерами между амплифицирующимися КМЦ, размер которых составляет 1000-5000 мкм3 (125-625 пг), и КМЦ взрослого человека, размер которых в возрасте 20-23 года составлял 59000 мкм3 (7370 пг), а в возрасте 50—55 лет 75600 мкм3 (9460 пг), отсутствовали. 2) распределение клеток по классам плоидности в различных органах легко изменяется под влиянием различных факторов внешней и внутренней среды (Brodsky et al., 1985, 1988; Сакута, Кудрявцев, 2005; Байдюк и др., 2009;

табл. 7. данного автореферата). Результаты, представленные в табл. 1 и 3, свидетельствуют о том, что распределение КМЦ по классам плоидности, независимо от возраста, интервала времени, прошедшего после повреждающего воздействия или различия условий в периинфаркной и интактной зонах миокарда, остается постоянным. Если бы новые КМЦ формировались из стволовых клеток, то, вследствие того, что полиплоидизация КМЦ от стадии амплифицирующихся КМЦ до взрослых КМЦ, происходит в резко различающихся условиях, следовало бы ожидать изменений в распределении КМЦ по классам плоидности. Однако этого не наблюдается. Таким образом, наши данные не подтверждают точку зрения о ведущей роли стволовых клеток в регенерации миокарда млекопитающих. К аналогичному заключению пришли и другие авторы при исследовании большого числа генов, связанных с клеточным циклом КМЦ у мышей разного возраста, и оборота КМЦ в сердце взрослых мышей с использованием стабильных изотопов азота и масс-спектрометрию, позволяющую наблюдать локализацию этих изотопов в сердце (Welsh et al., 2010; Senyo et al., 2013).

ВЫВОДЫ

1. Количество кардиомиоцитов и распределение их по классам плоидности в левом желудочке сердца взрослых крыс не изменяются с возрастом животных.

2. Количество миоцитов в левом желудочке сердца человека в возрастном интервале от 20 до 55 лет снижается на 40 %. Убыль кардиомиоцитов в этот период в значительной мере компенсируется их гипертрофией.

3. Количество миоцитов, элиминированных в результате инфаркта, не восстанавливается в ходе последующего ремоделирования сердца крыс. Распределение кардиомиоцитов по классам плоидности в течение этого процесса не изменяется и не отличается от распределения у контрольных крыс без повреждения сердца. Основным механизмом роста левого желудочка сердца при его ремоделировании является гипертрофия миоцитов.

4. Энергетический потенциал митохондрий миоцитов левого желудочка сердца у крыс с хронической сердечной недостаточностью снижен, а вклад углеводов как субстратов для дыхательной цепи митохондрий повышен по сравнению с контрольными крысами.

5. Воспалительные и некротические процессы в печени крыс при хронической сердечной недостаточности приводят к усилению фибротизации и васкуляризации ее паренхимы, а также к изменению метаболизма гликогена в гепатоцитах.

6. Компенсаторная регенерация печени при хронической сердечной недостаточности у крыс приводит к усилению полиплоидизации и гипертрофии гепатоцитов и сопровождается уменьшением их числа по сравнению с контрольными животными.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи:

1. Байдюк Е.В., Ширяева А.П., Безбородкина Н.Н., Сакуга Г.А.. Сравнительный анализ морфо-функциональных показателей культуры гепатоцитов, выделенных из нормальной и патологически измененной печени крыс. Цитология 2009. Т. 51, №10: 797-805.

2. Байдюк Е.В., Биткова Е.А., Безбородкина Н.Н., Карпов А.А., Коршак О.В., Сакута Г.А., Кудрявцев Б.Н. Гетерогенность кардиомиоцитов левого желудочка сердца крысы. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2012. Т. 153, № 2: 162-164.

3. Байдюк Е.В., Коршак О.В., Карпов А.А., Кудрявцев Б.Н., Сакута Г.А. Клеточные механизмы регенерации печени крыс после экспериментального инфаркта миокарда. Цитология. 2012. Т. 54, № 12. 873-882.

4. Байдюк Е.В., Коршак О.В., Сафронова Е.В., Сакута Г.А., Кудрявцев Б.Н. Динамика сухой массы кардиомиоцитов левого желудочка сердца крыс в постинфарктный период Мед Акад. Жури. Приложение, с. 142-144.

Тезисы:

1. Tsai Un, Korshak O.V., Baiduk E.V., Kudriavtsev B.N. Ploidy of rat's cardiomyocytes in norm and under the experimental chronic cardial deficiency. Abstracts from Int. Conference of morphologists in memory of G. Tumanishvili. Tbilisi 2009. p.33.

2. Байдюк E.B., Коршак O.B, Биткова Е.А., Сакута Г.А. Гетерогенность популяции кардиомиоцитов левого желудочка сердца крысы. Тезисы X Конгресса Международной Ассоциации морфологов. Морфология. 2010, Т. 137, № 4:25.

3. Байдюк Е.В. Особенности регенерации печени крыс после инфаркта миокарда. Сборник научных трудов Всероссийски научной конференции "Регенеративная биология и медицина", Москва, 2011. с. 17-18.

4. Байдюк Е.В., Коршак О.В., Аисит Ю.А., Сакута Г.А. Морфо-функциональные изменения печени крыс после инфаркта миокарда. Тезисы 3 Конференции молодых ученых ИНЦ РАН. Цитология. 2012. Т. 54 № 4: 335.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Бело» н др.. 1975. Цитология. 17: 1332-1338; Бенеке, 1969. Введение в количественную цитохимию. М.: Мир,70-92; Бродский, 1966. Трофика клетки. М : Наука. 355 е.; Бродский, Урываева, 1981. Клеточная полиплоидия. Пролиферация н днфференцировка. М.: Наука. 259 е.; Галагудоа и др., 2006. Вестник аритыологии. 44: 35-39; Делоне и др., 1987. Онтогенез. 18: 304-307; Комаров, 1987. Цитология. 29, 845-848; Кудрявцев, Розанов, 1974. Цкгофлуориметрия. Общие принципы. Методы биологии развития. М.: Наука. 497-500; Кудрявцев и др., 1979. Цитология. 21: 218-221; Кудрявцева и др., 1972. Цитология. 14: 1357-1362; Кудрявцева и др., 1974. Цитология. 16: 851-858; Нечесова и др., 2008. Медицинские »юности. 11: 7-13; Роскин, 1957. Микроскопическая техника. М . Советская наука. 467 е.; Румянцев, 1982. Кардиомиоциты в процессах репродукции, диффереицировки и регенерации. Л.: Наука. 288 е.; Сакута, Кудрявцев, 2005. Цитология,47(5): 446-459; Саркисов и др., 1975. Арх. патол. 37: 80-87; Шмодг-Ниельсен, 1987. Размеры животных: почему они так важны? М.: Мир. 259с.; Anversa et al., 2006. Circulation. ИЗ: 1451-1463; Anversa et a] , 2013. J Clin Invest. 123(l):62-70; Alvarez, Mukherjee, 2011.IntJAngiol.20: 135-142; Arcidi etal., 1981. Am. J Pathol. 104: 159-166; Beltrami etal , 2003. Cell. 114(6): 763-76; Borisov, 1999. Wound Repair Regen. 7(1): 26-35; Brodsky et al., 1985. Cell Differ. 17: 175-181; Brodsky et al.. 1988. Cell Differ and Dev. 25: 177-184; Buja, Veb, 2008. Cardiovascular Pathology. 17: 349-374; Feireira-Maitins et al., 2012. Circ Res. 110(5): 701-15; Giallouraiis et al., 2002. Clin Liver Dis. 6: 947-967; Henrion et al., 1994. J. Hepatol. 21: 696-703; Hosoda et al., 2009. Proc Natl AcadSciUS A. 106(40): 17169-74; Junqueira etal., 1979. Histochem J. 11:447-455; Kajstura et al., 2010. Circ Res. 107(11):1374-86; Kajstura et al., 2012. Circulation. 126: 1869-1881; Leri et al., 2011. Trends Cardiovasc Med. 21(2): 52-58; Mollova et al., 2013. Proc Natl Acad Sci USA. 110(4): 1446-51; Senyo et al., 2013. Nature. 493(7432): 433-6; Soonpaa, Field, 1998. Circ. Res. 83: 1526; Stanley et al., 2005. Physiol. Rev. 85: 1093-1129; Teichholz et al.. Am J Cardiol. 1976. 37(1):7-11; Uibanek et al., 2005. Circ Res. 97(7): 663-73; Walsh et al., 2010. Cardiovasc Res. 86(3): 365-73; Weisberg, 2011. Clinics Liver Disease. 15: 1-20.

Подписано в печать 24.10.2013 Формат 60x90/16 Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,5 Тираж 100 экз. Заказ 527

Отпечатано в типографии «Адмирал» 199178, Санкт-Петербург, В.О., 7-я линия, д. 84 А

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Байдюк, Екатерина Викторовна, Санкт-Петербург

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ

ЦИТОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи

04201450929

БАЙДЮК Екатерина Викторовна

ХАРАКТЕРИСТИКА КЛЕТОЧНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ СЕРДЦА И ПЕЧЕНИ ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

03.03.04 - Клеточная биология, цитология, гистология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Б.Н. Кудрявцев

Санкт-Петербург 2013

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.......................................................................................5

ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................6

ГЛАВА 2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ..............................................................................10

2.1. Эмбриогенез сердца. Клетки-предшественники кардиомиоцитов.................................10

2.2. Клеточные механизмы роста сердца в онтогенезе млекопитающих...............................13

2.3. Физиологическая регенерация миокарда в ходе старения организма.............................20

2.4. Хроническая сердечная недостаточность...............................................................34

2.5. Подходы к лечению хронической сердечной недостаточности....................................36

2.6. Морфофункциональное состояние висцеральных органов при

хронической сердечной недостаточности...............................................................39

2.7. Микроскопическое строение печени в норме.........................................................40

2.8. Морфофункциональное состояние печени при хронической

сердечной недостаточности................................................................................45

2.9. Регенерация печени при патологии......................................................................48

ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.............................................51

3.1. Объекты исследования......................................................................................51

3.1.1. Экспериментальные животные.........................................................................51

3.1.2. Экспериментальная модель инфаркта миокарда...................................................51

3.1.3. Клинический материал...................................................................................52

3.2. Эхокардиографическое исследование сердца крыс...................................................52

3.3. Исследование газообмена у крыс........................................................................54

3.4. Методы приготовления препаратов......................................................................54

3.4.1. Приготовление и окрашивание парафиновых срезов..............................................54

3.4.2 Приготовление препаратов-мазков изолированных кардиомиоцитов...........................55

3.4.3. Приготовление препаратов-мазков изолированных гепатоцитов................................55

3.5. Электронно-микроскопическое исследование.........................................................55

3.6. Методы количественной цитохимии.....................................................................56

3.6.1. Определение содержания ДНК в ядрах клеток......................................................56

3.6.2. Измерение содержания гликогена в гепатоцитах...................................................57

3.7. Определение сухой массы клеток....................................................................58

3.8. Определение доли соединительнотканного рубца, периинфарктной и интактной зон в миокарде левого желудочка сердца крыс

с хронической сердечной недостаточностью.........................................................59

3.9. Определение доли соединительной ткани в печени крыс

и в миокарде левого желудочка сердца человека и крысы.........................................59

3.10. Определение количества кардиомиоцитов в левом желудочке

сердца человека и крысы..............................................................................60

3.11. Определение количества гепатоцитов в печени крыс.............................................60

3.12. Исследование плоидности и сухой массы кардиомиоцитов в разных

зонах левого желудочка сердца крыс.................................................................61

3.13. Статистическая обработка полученных данных..................................................61

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ.......................................................................................62

4.1. Оценка гетерогенности разных зон левого желудочка сердца крыс

по плоидности и сухой массе кардиомиоцитов........................................................62

4.2. Характеристика возрастных изменений левого желудочка сердца крысы и человека.......63

4.2.1. Структурно-функциональные изменения сердца крысы и человека...........................63

4.2.2. Исследование степени фибротизации ткани левого желудочка крысы и человека........65

4.2.3. Определение уровней плоидности кардиомиоцитов крысы и человека.......................66

4.2.4. Исследование гипертрофии кардиомиоцитов крысы и человека...............................68

4.2.5. Определение количества кардиомиоцитов в левом желудочке

сердца крысы и человека...............................................................................68

4.3. Морфофункциональные изменения и кинетика клеточной популяции в левом желудочке сердца крысы и человека при хронической сердечной недостаточности.........69

4.3.1. Характеристика модели экспериментального инфаркта миокарда у крыс...................69

4.3.2. Гистологические изменения в миокарде левого желудочка сердца крыс

при хронической сердечной недостаточности......................................................73

4.3.3. Исследование уровней плоидности кардиомиоцитов левого желудочка

сердца крыс и человека при хронической сердечной недостаочности........................76

4.3.4. Исследование гипертрофии кардиомиоцитов левого желудочка сердца

человека и крысы при хронической сердечной недостаточности...............................78

4.3.5. Определение количества кардиомиоцитов в левом желудочке сердца

крыс при хронической сердечной недостаточности...............................................79

4.3.6. Тканевое дыхание и дыхательный коэффициент

в различных экспериментальных группах крыс....................................................80

4.3.7. Электронно - микроскопическое исследование митохондриального аппарата кардиомиоцитов крыс при хронической сердечной недостаточности..........................81

4.4. Морфофункциональные изменения и кинетика клеточной популяции печени

крыс при хронической сердечной недостаточности.................................................86

4.4.1. Гистологические изменения в печени крыс при хронической

сердечной недостаточности............................................................................87

4.4.2. Исследование содержания гликогена в гепатоцитах крыс......................................90

4.4.3. Исследование уровней плоидности гепатоцитов крыс..........................................91

4.4.4. Исследование гипертрофии гепатоцитов крыс...................................................92

4.4.5. Определение количества гепатоцитов в печени крыс при

хронической сердечной недостаточности..........................................................93

ГЛАВА 5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ..............................................................94

ГЛАВА 6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ..................................................................................124

ВЫВОДЫ.......................................................................................................126

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................................127

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ИМ - инфаркт миокарда Л Ж - левый желудочек КМЦ - кардиомиоцит

ХСН - хроническая сердечная недостаточность

ПЖ - правый желудочек

МЖП - межжелудочковая перегородка

СКС — стволовые клетки сердца

ИБС — ишемическая болезнь сердца

ЭСК - эмбриональные стволовые клетки

И ПСК - индуцированные плюрипотентные стволовые клетки

КМСК - костномозговые стволовые клетки

МСК - мезенхимные стволовые клетки

ЭКГ - электрокардиограмма

ДКМП - дилатационная кардиомиопатия

ЭХКГ - эхокардиография

Ао - диаметр аорты у корня

ЛП - левое предсердие

ЛП, п-з - передне-задний размер левого предсердия ПП — правое предсердие

Тмжп - толщина межжелудочковой перегородки Тзс - толщина задней стенки левого желудочка ФУ - фракция укорочения

КДР - конечный диастолический размер левого желудочка КСР - конечный систолический размер левого желудочка ФВ - фракция выброса

КДО - конечный диастолический объем левого желудочка

КСО - конечный систолический объем левого желудочка

ЧСС - частота сердечных сокращений

УО - ударный объем

СВ - сердечный выброс

ОПМ - объемная плотность митохондрий

КВММ - концентрация внутренних мембран митохондрий

ВММ - внутренние мембраны митохондрий

ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования.

Ишемические поражения сердца являются наиболее часто встречающимися патологиями сердечно-сосудистой системы человека. Несмотря на достижения медицины, число этих заболеваний растет с каждым годом. Важным фактором роста сердечно-сосудистых заболеваний является старение населения. Инфаркт миокарда (ИМ), основной причиной которого является атеросклероз коронарных сосудов, обычно затрагивает левый желудочек (ЛЖ) сердца и сопровождается гибелью до 40 % кардиомиоцитов (КМЦ) (Buja, Vela, 2008). После острого периода на месте некротизированных клеток образуется рубцовая ткань, и болезнь переходит в хроническую форму, которую определяют как хроническую сердечную недостаточность (ХСН). При переходе от острой фазы повреждения в хроническую происходит перестройка структуры и функции сердца (ремоделирование). Адаптивные изменения структуры и геометрии ЛЖ в ходе ремоделирования увеличивают его ударный объем и, на некоторое время, компенсируют снижение функции сердца, но не позволяют остановить дальнейшее развитие заболевания (Нечесова и др., 2008). Прогноз для больных, перенесших ИМ, во многом зависит от уровня потери КМЦ, его локализации и интенсивности регенераторных процессов в сердце.

Существуют две точки зрения на способность поврежденного миокарда к регенерации. Согласно одной из них, миокард обладает слабой способностью к регенерации (Румянцев и др., 1982; Soonpaa, Field, 1998; Borisov, 1999). Согласно другой точке зрения, миокард обладает достаточно высокой спсобностью к репаративной регенерации (Urbanek et al., 2005; Hosoda et al., 2009; Leri et al., 2011). Показано, что популяция КМЦ может пополняться не только за счет их собственной пролиферативной активности, но и путем дифференцировки стволовых клеток костного мозга и собственных стволовых клеток (Anversa, 2013). Вместе с тем, несмотря на все указания способности поврежденного сердца разными способами восстанавливать популяцию КМЦ, до сих пор остается неизвестным масштаб регенераторного ответа постинфарктного миокарда.

ХСН является системным заболеванием, при котором в той или иной степени поражаются многие органы. Снижение объема крови, выбрасываемой ЛЖ в общий кровоток, ведет к развитию гипоксии и метаболического ацидоза в различных органах и тканях. При этом особенно страдают те органы, метаболизм которых в наибольшей степени зависит от концентрации кислорода в крови. Печень относится к числу органов, обладающих наиболее высокой метаболической активностью (Шмидт-Ниельсен, 1987). В силу этого интенсивность ее функций в значительной степени зависит от функционального состояния сердца. В свою

очередь уровень энергетического метаболизма КМЦ во многом определяется концентрацией жирных кислот и глюкозы, синтезирующихся в печени и поступающих в периферическую кровь.

Сведения о структуре и функции печени при ХСН немногочисленны. Подавляющее большинство имеющихся в настоящее время сведений о состоянии печени при различных патологиях сердца основано на данных клинических исследований, рутинного гистологического анализа ткани печени или лабораторного анализа периферической крови пациентов. Результаты этих исследований позволили установить, что поражения печени при ХСН развиваются в достаточно большом числе случаев. Они варьируют от кратковременных функциональных нарушений до кардиального цирроза печени (Giallourakis et al., 2002; Weisberg, Jacobson, 2011). Вследствие уменьшения сердечного выброса возникают застойные явления в печени, приводящие к центролобулярному некрозу клеток ее паренхимы. (Henrion аt al., 1994). При прогрессировании сердечной недостаточности может развиваться фиброз в области центральных вен и мостовидный фиброз между соседними центральными венами (Arcidi et al., 1981; Giallourakis et al., 2002). Однако сведения об уровне регенераторного ответа печени при ее гипоксическом повреждении и клеточных механизмах регенерации этого органа при ХСН в настоящее время практически отсутствуют.

Цель и задачи исследования.

Цель данной работы состояла в том, чтобы оценить морфофункциональное состояние и кинетику популяций клеток сердца и печени при хронической сердечной недостаточности. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать возрастные изменения популяции кардиомиоцитов в левом желудочке сердца крысы и человека;

2. Используя эхокардиографический, гистологический и цитофотометрический методы, исследовать морфофункциональное состояние левого желудочка сердца и кинетику популяции кардиомиоцитов у крыс на разных сроках после инфаркта миокарда;

4. Исследовать состояние энергетического метаболизма у контрольных, ложнооперированных крыс и крыс с хронической сердечной недостаточностью;

5. Исследовать морфофункциональное состояние печени и кинетику популяции гепатоцитов у контрольных и ложнооперированных крыс, а также у крыс с хронической сердечной недостаточностью.

Научная новизна.

Впервые показано, что распределение КМЦ по классам плоидности в ЛЖ сердца взрослых крыс и человека не изменяется с возрастом. Число КМЦ у человека в интервале 20— 55 лет снижается примерно на 40 %, но это снижение в значительной степени компенсируется гипертрофией КМЦ. Впервые, с помощью разработанного автором метода, показано, что количество КМЦ в сердце крыс, сниженное в результате ИМ, не восстанавливается при ремоделировании ЛЖ. Впервые показано, что на ранних этапах ремоделирования миокарда происходит гипотрофия КМЦ, которая затем сменяется их гипертрофией. Впервые показано, что при ХСН происходит увеличение уровней плоидности и степени гипертрофии гепатоцитов. Впервые показано, что развитие ХСН у крыс сопровождается изменением глюкостатической функции печени.

Теоретическая и практическая значимость.

Полученные в работе данные важны для понимания сути процессов, развивающихся в клеточных популяциях паренхимы печени и сердца в постинфарктном периоде. Выводы работы необходимо учитывать при разработке стратегии лечения больных ХСН и использовать в курсах лекций для студентов медицинских ВУЗов. Оригинальный метод определения числа клеток в сердце и печени млекопитающих, разработанный в ходе выполнения диссертационной работы, может быть применен в различных практических и фундаментальных исследованиях в области медицины и биологии.

Положения, выносимые на защиту:

Степень достоверности и апробация результатов.

Материалы работы были представлены на X Конгрессе Международной ассоциации морфологов (Ярославль, 2010), на Всероссийской научной конференции молодых ученых "Проблемы биомедицинской науки третьего тысячелетия" (Санкт-Петербург, 2010), на Всероссийской научной конференции "Регенеративная биология и медицина" (Москва, 2011), на III Конференции молодых ученых ИНЦ РАН (Санкт-Петербург, 2012), на II Всероссийской

научной конференции молодых ученых «Проблемы биомедицинской науки третьего тысячелетия» (Санкт-Петербург, 2012).

По теме диссертации опубликовано 8 работ: Статьи:

1. Байдюк Е.В., Ширяева А.П., Безбородкина H.H., Сакута Г.А.. Сравнительный анализ морфо-функциональных показателей культуры гепатоцитов, выделенных из нормальной и патологически измененной печени крыс. Цитология 2009. Т. 51, №10: 797-805.

2. Байдюк Е.В., Биткова Е.А., Безбородкина H.H., Карпов A.A., Коршак О.В., Сакута Г.А., Кудрявцев Б.Н. Гетерогенность кардиомиоцитов левого желудочка сердца крысы. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2012. Т. 153, № 2: 162-164.

3. Байдюк Е.В., Коршак О.В., Карпов A.A., Кудрявцев Б.Н., Сакута Г.А. Клеточные механизмы регенерации печени крыс после экспериментального инфаркта миокарда. Цитология. 2012. Т. 54, № 12: 873-882.

4. Байдюк Е.В., Коршак О.В., Сафронова Е.В., Сакута Г.А., Кудрявцев Б.Н. Динамика сухой массы кардиомиоцитов левого желудочка сердца крыс в постинфарктный период. Мед. Акад. Журн. 2012. Приложение, с. 142-144.

Тезисы:

Информация о работе

Байдюк, Екатерина Викторовна
кандидата биологических наук
Санкт-Петербург, 2013
ВАК 03.03.04

Диссертация

Характеристика клеточных популяций сердца и печени при хронической сердечной недостаточности - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы