Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Регенерация органов у низших позвоночных животных в условиях космического полета

ВАК РФ 03.00.11, Эмбриология, гистология и цитология

Автореферат диссертации по теме "Регенерация органов у низших позвоночных животных в условиях космического полета"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ БИОЛОГИИ РАЗВИТИЯ ИМ. Н.К.КОЛЬЦОВА

Г Б ОД

Я ?' К ">- V- -- ->

на правах рукописи УДК 59.596/599

БРУШЛМНСКАЯ Наталия Владимировна

РЕГЕНЕРАЦИЯ ОРГАНОВ У НИЗШИХ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ В УСЛОВИЯХ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА

03.00.11 - эмбриология, гистология и цитология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва. 1996

Работа выполнена в лаборатории проблем регенерации Института биологии развития им. Н. К. Кольцова Российской Академии наук.

Научный руководитель :

Доктор биологических наук В.И.Миташс

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук В.И. Старости Доктор биологических наук М.Г.Таирбекс

Ведущее учреадение:

Защита диссертации состоится 29 мая 1996 года в 11 часов на заседании специализированного совета Д 002.85.01 по защите диссертаций при Институте биологии развития им. Н. К. Кольцова РАН по адресу: г. Москва, ул. Вавилова, 26

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биологии развития им.Н.К.Кольцова РАН (Москва. ул.Вавилова. 26

Автореферат разослан 29 апреля 1996 года.

Биологический факульте Московского Государственного Университет им. М. В. Ломоносов

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

Е. В. Волин

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Действие факторов космического полета (ФКП) вызывает в организме животных ряд характерных изменений, таких как изменения гормонального статуса, водно-солевого обмена и систем его регуляции, метаболизма кальция и минеральной насыщенности костной ткани. В условиях космического полета (КП) у высших позвоночных животных наблюдается адаптационная перестройка костно-'мышечной системы с развитием атрофии некоторых групп скелетных мышц, изменением метаболизма и структуры мышечных волокон (Григорьев. Егоров. 1988: Ильина-Какуева и др.. 1989; Ильина-Какуева. 1987. 1992). В интактной костной ткани отмечено снижение интенсивности костеобразования. усиление резорбции, развитие остеопороза и снижение прочности скелета (Коваленко. Касьян. 1988; Воложин, Ступаков. 1988: Shaw et al.,1988: Ступаков, Воложин. 1989: Бурковская и др., 1990). Исчезновение гравитационной нагрузки отрицательно сказывается на регенерации мышечной (Ильина-Какуева. Бурковская. 1991) и костной ткани (Дурнова и др., 1991). Исследование морфо-функционального состояния эндокринных желез, продуцирующих гормоны, регулирующие обмен кальция у млекопитающих. выявило усиление функциональной активности паратироцитов и блокирование секреции и выведения в кровь кальцитонина С-клетками (Дмитриева и др.. 1988: Ппахута-Плакутина и др.. 1988. 1992).

Изучение влияния ФКП на процессы регенерации у низших позвоночных представляло актуальную задачу, поскольку позволило выявить как сходство, так и различие возникающих эффектов ФКП на интактные и регенерирующие ткани у высших и низших позвоночных и выявить роль системы. регулирующей гомеостаз кальция, в наблюдаемых явлениях.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель настоящей работы - изучение особенностей регенерации хрусталика (Хр). передней конечности (Кн) и хвоста (Хв) у низших позвоночных животных в условиях КП и в послеполетный период. Были поставлены следующие задачи: 1) морфологический анализ достигнутых стадий регенерации: 2) исследование пролиферации клеток регенератов: 3) морфометрия регенератов; 4) изучение особенностей морфогенеза: 5) обнаружение чувствительных к действию ОКП стадий регенерации: 6) изучение особенностей регенерации органов у животных, оперированных после завершения КП. Обобщение данных преследовало цель объяснить различия в характере влияния ФКП на регенерирующие структуры у высших и низших позвоночных животных, связав их с физиологическими механизмами регуляции репаративных процессов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Впервые исследования регенерации Хр. Кн и Хв у низших позвоночных животных в условиях КП были предприняты в нашей стране в экспериментах, проводившихся на

- г -

борту пяти искусственных спутников Земли "Фотон" и трех биологических спутников "Бион". Полученный материал является уникальным, поскольку исследования такого рода нигде в мире не проводились. Впервые: 1) установлено, что действие ФКП не препятствует нормальной регенерации Хр. Кн и Хв у амфибий; 2) выявлены особенности регенерации в условиях КП и после его завершения, заключающиеся в ускорении и синхронизации регенерации Хр и Кн и увеличению размеров, регенератов, обусловленному повышением пролиферативной активности клеток бластемы Кн и регенерата Хр; 3) обнаружено отсроченное стимулирующее влияние ФКП на регенерацию Хр и Кн; 4) установлена связь особенностей регенерации органов с изменениями метаболизма кальция в условиях КП. Результаты исследования представляют теоретический интерес, так как позволяют оценить как сходство, так и различие характера влияния возникающих физиологических изменений на течение репаративных процессов в условиях измененной силы тяжести у представителей различных классов позвоночных животных. Сравнительный анализ данных, полученных при изучении регенерации Кн хвостатых амфибий и репарации экспериментального перелома кости у крыс в условиях КП показал, что изучение явлений регенерации в разных классов позвоночных представляет практический интерес, поскольку результаты исследований могут быть использованы для оценки характера и коррекции восстановительных процессов в опорно-двигательной системе у человека и позвоночных животных в условиях КП и в послеполетный период, а также при подготовке иных экспериментов с амфибиями в условиях КП.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации докладывались на Конференции молодых ученых ИБР им.Н.К.Кольцова РАН (Москва. 1993). на Конференции "Экологическая биохимия животных" (Москва. 1993). на X конференции по космической биологии и авиакосмической медицине (Москва, 1994); были представлены на Международном симпозиуме "Биоспутники "Космос" (Ленинград, 1991), на Международном симпозиуме "Животные в космосе, применение моделей в космической физиологии" (Бордо. Франция. 1993), на 5-ом Европейском симпозиуме по космическим исследованиям (Аркашон. Франция. 1993). на 30-ой конференции СОБРАН (Гамбург. Германия. 1994). на симпозиуме "Развитие животных и растений в условиях микрогравитации и гипергравитации" (Тулуза. Франция. 1995).

ПУБЛИКАЦИИ. Результаты работы изложены в 12 публикациях.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, главы с изложением материала и методов исследования, трех глав результатов, обсувдения, выводов и списка

цитируемой литературы. Изложена нао^^страницах машинописного текста, иллюстрирована йЗ* таблицами и ^¿¿¿Грисунками. Список литературы содержит-ш? источника, в том числе <¿1 на русском языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Представлены данные о строении глаза испанского тритона и особенностях регенерации Хр. передней Кн и Хв в условиях нормального земного тяготения. Рассмотрены вопросы о клеточных источниках и стадиях регенерации указанных органов, особенностях пролиферации и морфогенеза. Описаны литературные данные о влиянии физических факторов (температуры, сезона года, условий освещенности, ионизирующих и магнитных излучений) и гормонов на процессы регенерации у амфибий. У низших позвоночных наблюдается зависимость скорости регенерации и успешности осуществления нормального морфогенеза от действия факторов внешней среды. В литературе отсутствуют сведения о влиянии специфических ФКП на процессы регенерации. Отдельная глава посвящена биологическому действию ФКП на различные живые объекты. Дана общая характеристика факторов начального и заключительного этапов КП -вибрации и перегрузок, а также орбитальных ФКП - микрогравитации, ионизирующего и электромагнитного излучений. Описан стрессорный характер действия ФКП и основные адаптивные физиологические изменения.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе использовались испанские тритоны Р1еиго<Зе1ез *аШ11 М1сЬап. Возраст животных, их размеры и вес. а также сезон года были различны в разных экспериментах (табл.1). Перед операцией (удаление Хр через разрез в роговице и ампутация Кн на уровне 1/3 предплечья и Хв на уровне дистальной трети острозаточенным скальпелем) тритоны были наркотизированы в г% р-ре этилуретана на 0.65Ж р-ре ИаС1. Сроки начала КП по' отношению к сроку операции как Хр. так и Кн варьировали от 5 до 13 сут на момент старта для Хр и от 5 до 24 сут - для Кн. что определялось задачами исследования. Различной была продолжительность полетов (от 7 до 16 сут) и сроки послеполетных фиксаций • (от 9 до 135 сут). Наблюдения охватывают период КП и значительный отрезок времени после его завершения и позволяют проследить процесс восстановления от самых ранних стадий регенерации до полного завершения морфогенеза регенерирующих органов.

За 2 сут до старта оперированных животных полетных к контроль-

ных групп помещали в контейнер размерами 300 х 200 х 80 мм, крышка которого была снабжена газообменньм фильтром, а дно выстлано сорбирующим материалом, пропитанным водой. Животные температурного и синхронного контролен находились в таких же условиях температурного режима, режимов кормления и освещенности, что и животные полетных групп. В группе синхронного контроля, помимо соблюдения температурных условий полета, в соответствующие полетному эксперименту сроки моделировали условия взлета и посадки, используя адекватные режимы колебаний и перегрузок. Температурный режим в серии экспериментов был различным, что было обусловлено как техническими причинами, так и типом космического аппарата. Однако большинство экспериментов выполнено при среднесуточной температуре, соответствующей температурному оптимуму в 20е- 25е С. В экспериментах "Фотон-6" и "Фотон-7" изучалось влияние ФКП на последующую регенерационную способность органов. В КП находились 2 группы животных. В I группе Хр и Кн оперировали до старта. Во II группе в КП находились интактные животные. Хр и Кн оперировали в день посадки. В синхронных контролях к каждой из групп моделировалось воздействие вибрации и перегрузок.

Табл.1. Количество, возраст и размеры экспериментальных животных

Спутник Число« Возраст** Вес (г) Длина(см)

Космос-1667 (1985. июль) 30/0 12 5.5-6.0 9.5-10.0

Космос-1887 (1987.октябрь) 70/8 6 6. 0-7. 0 10.0-11.0

Фотон-4 (1988. апрель) 30/0 7 6. 0-7. 0 11.0-12.0

Фотон-5 (1989. апрель-май) 30/0 2 4.6-5.0 10.0-11.2

Космос-2044 (1989. сентябрь) 55/0 2 4.5-5.5 9.0-10.0

Фотон-6 (1990.апрель) 67/5 3 5.0-6.0 10.0-11.0

Фотон-7 (1991.октябрь) 65/0 11 10.5-11.0 12.5-13.0

Космос-2229 (1992.декабрь 45/9 12 18.0-20.0 15.5-17.5

-1993. январь)

Всего: 392/22

» всего/погибших »» месяцев после метаморфоза

Фиксация материала проводилась в день старта - для контроля стадии регенерации на момент начала КП. в день посадки . а также в различными сроки послеполетного периода - от 9 до 135 сут (Табл.2).

Табл.2. Схема проведения некоторых экспериментов.

Спутник Старт Длительность Сроки фиксации (сут)

(сут после полета после старта (ПС)

операции) (сут) после операции (ПО)

Хр КН Хр КН

Космос-1667 5 7 7 ПС 7. 16 7. 16

ПО 12. 21 14. 23

Космос-1887 5 5 13 ПС 15. 27 15. 27

ПО 20. 32 20. 32

Космос-2044 13 24 14 ПС 14. 90 14. 90

ПО 27. >90 38. >120

Ф0Т0Н-7 7 14 16 ПС 16. 30 16. 30

ПО 23. 33 30. 40

Меченый предшественник синтеза ДНК - 3Н-тимидин вводился животным в первые 1-2 часа после приземления, в дозе 3.5 мк ки/г веса для изучения пролиферативной активности клеток в регенерирующих структурах. Материал немедленно отправлялся для фиксации в Москву, но. по техническим причинам, время, проходившее до фиксации, всякий раз было различным (4-17 час). Однако, поскольку время циркуляции^ -тимидина в организме тритонов равно 3 часам (Hay. Flshman, 1961; Reyer. 1971; Yamada. Róese!. 1968). а реутилизация меченых предшественников синтеза ДНК наступает через 2-3 сут. полученный материал характеризовал результаты импульсного мечения.

Материал был подготовлен для гистологического и радиографического анализа при использовании общепринятых методик. В качестве фиксатора использовали смесь Буэна. Кн предварительно декальцинировали и затем заливали в парафин. С помощью салазочного микротома изготавливали серийные срезы толщиной 5-7 мк. поперечные для глаза и продольные для Кн. Меланин на срезах глаза обесцвечивался в 3% растворе НгОгна 0.5% растворе КОН. Срезы покрывали фотоэмульсией типа "М" (производство Госниихимфотопроект) и экспонировали при 4*С в течение 21 - 30 сут. Проявленные автографы окрашивали гематоксилином по Ка-раччи (регенераты Хр) или гематоксилин-эозином (регенераты Кн); срезы заключали в канадский бальзам. Кн. фиксированные через 2.5 мес после посадки просветлены и окрашены Victoria blue для выявления

структур скелета.

Бластемы Хв были измерены, сфотографированы и зафиксированы в: 1) Хелли или смеси Буэна - для светооптического изучения; 2) 3.5Х р-ре формальдегида на о.1 М фосфатном буфере - для иммуноцитохими-ческого анализа; 3) 3.5* р-ре глутаралъдегида на 0.1 М фосфатном буфере - для электронной микроскопии. Бластемы, фиксированные в смеси Буэна или Хелли. заключены в парафин и окрашены для светооптического изучения. Бластемы, фиксированные в формальдегиде, порезаны с помощью замораживающего микротома; срезы обработаны моно- и поликло-нальными антителами - маркерами нервной системы. Для электронной микроскопии бластемы обработаны 2% осмиевой кислотой, дегидратированы и заключены в EP0N.

Для оценки скорости регенерации определяли морфологические стадии регенерации: для регенератов Хр по схеме Ямады (Yamada. 1967). для регенератов Хв по схеме Итен и Брайан (Iten. Bryant. 1976). для регенератов Кн - по принятой нами схеме. Пролиферативную активность оценивали путем подсчета индекса меченых ядер (ИМЯ) клеток бластемы Кн. регенерата Хр и различных зон глаза. Производили морфометрию регенератов Хр. Кн и Хв. Результаты подсчетов и измерений обрабатывались по методу Стьюдента-Фишера с использованием компьютерной программы Statgraf.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

I. РЕГЕНЕРАЦИЯ ХРУСТАЛИКА В УСЛОВИЯХ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА

Установлено, что регенерация Хр. начавшаяся в земных условиях, продолжается нормально в условиях микрогравитации. Обнаружена тенденция к ускорению регенерации Хр. а распределение регенератов по стадиям свидетельствует о синхронизации регенерации как в период КП. так и после его завершения. Степень выраженности и сроки проявления эффекта варьировала в разных экспериментах и зависела от стадии регенерации. на которой начиналось воздействие ФКП и длительности полета. Так. после завершения первого 7-сут полета на биоспутнике "Космос-1667" в группах полета и температурного контроля не выявлено различий в скорости регенерации Хр по достигнутым стадиям регенерации. Одновременно в полетной группе обнаружено 2-кратное увеличение (Р<0.001) числа пролиферирующих клеток в дорсальной радужке, являющейся клеточным источником регенерации Хр (Табл.3). Спустя 9 сут после посадки регенераты Хр полетной группы достигали более продви-

нутых стадий регенерации и в 1.5-2 раза Солее крупных размеров; процесс регенерации был синхронизирован по сравнению с контролем.

Табл.3. ИМЯ клеток различных зон радужки до и после 7-сут космического полета и в контроле (М + ш %) ("Космос-16б7")

Стадии регенерации Время после старта (сут) Дорсальная радужка Вентральная радужка

внутренний листок наружный листок внутренний листок наружный листок

1-11 Ш-1У Ш-1У 1У-Х УШ-Х 0. старт 7. контроль 7. полет 16. контроль 16. полет 16. полет единичные клетки. 1 - г % 6.6+2.5 1 4.5+0.9 1 2.7+1.7 1 3.6±2.9 14.010.4 '10.0+2.1 1 7.5±2.4 ' 8.4+2.6 1-2 %. на ранних стадиях мечены единичные клетки; клетки радужки покидают репродуктивный цикл клетки эпителия хрусталика - 33-45 55

Сразу после завершения 13-сут полета на биоспутнике "Кос-мос-1887м. также не выявлено различий в скорости регенерации Хр и размерах регенератов групп полета, температурного, центрифужного и вибрационного контролей. Однако, через 14 сут после посадки регенераты полетной группы находились на заключительных стадиях регенерации; в температурном контроле выявлена асинхронность регенерации, задержка развития и меньшие размеры регенератов (0.1145 мм*и 0.0537 мм2соответственно. Р^О.001).

В день посадки "Космос-2044" в полетной группе наблюдались Х-Х1 ст. регенерации Хр. в синхронном контроле - XI ст.; в группе температурного контроля, как и в предыдущем эксперименте наблюдалась асинхронность и задержка регенерации - зафиксированы УИ-УШ-1Х ст.

Таким образом, для регенерирующего Хр по результатам ряда экспериментов выявлена тенденция к ускорению и синхронизации регенерации Хр как непосредственно в период действия ФКП. так и в послеполетный период (спустя 9. 10 и и сут после его завершения).

Изучение пролиферативной активности и морфометрия регенератов выявили особенности регенерации Хр под действием ФКП. В день посадки биоспутника "Космос-1887" обнаружено увеличение ИМЯ в полетной группе по сравнению с синхронным контролем - как в самом регенерате, так

и в цилиарной зоне радужки и ростовой зоне сетчатки, т.е. в тканях глаза, не принимающих участия в формировании клеточной популяции регенерата (табл. 4.). Через 14 сут после посадки различия в пролифера-тивной активности сохранялись в дорсальной и вентральной областях ростовой зоны сетчатки. Регенераты Хр полетной группы имели более крупные размеры . чем в синхронном контроле, что свидетельствует о более высоком уровне пролиферативных процессов в полетной группе в послеполетный период. Полученные результаты выявляют пролонгированный характер действия ФКП на регенерацию Хр.

Табл.4. ИМЯ(Ж) в различных зонах глаза ("Космос-1887й)

Группа Регенерат хрусталика Ростовая зона сетчатки Цилиарная зона радужки

Дорсальная Вентральная Дорсальная Вентральная

Полет Синхрон в 21.42il.62 12.17+1.09 день посад] 3.91+0.69 0.64+0.41 <и. 18 сут П( 3.35+1.04 0 )сле операщ 3.72+0.67 0.11+0.06 т 2.67+0.46 0

Полет Синхрон 14 сут 22.48+1.67 19.18+0.97 после посщ 7.80+0.80 3.68±1.31 1КИ. 32 сут Г 6.66+1.05 1.93+0.58 юсле опера1 0.23+0.23 0.54+0.53 дай 0.28+0.28 0

Данные о повышении уровня пролиферативной активности при регенерации Хр. были получены также в эксперименте "Космос-2044" (Табл.5). В полетной группе (Х-Х1 ст.) наблюдается более высокий уровень ИМЯ по сравнению с контролями. при этом синхронный контроль (XI ст.) опережает температурный (УП-УШ и IX ст.). что свидетельствует о повышении под влиянием ФКП или при их моделировании уровня пролиферативной активности в самом регенерате и в тканях глаза, не являющихся клеточными источниками регенерации Хр. Эти данные подтверждают результаты, полученные в эксперименте на биоспутнике "Кос-мос-1887" в иные сроки фиксации по отношению к сроку операции и с~арта - на регенератах более ранних стадий, что позволило предполагать. что это явление обусловлено не тканеспецифической активацией пролиферации клеток, принимающих участие в формировании регенерата, а физиологическими изменениями на уровне целого организма.

Табл.5. ИМЯ (X) в различных зонах глаза ("Космос-2044",)

Регенерат хрусталика Ростовая зона сетчатки Цилиарная зона радужки

Дорсальная Вентральная Дорсальная Вентральная

Полет Синхрон 24.02+0.31 14.32+1.0 4.96+1.34 2.40+0.59 3.06+1.40 1.38+0.09 1.12+0.50 0.38+0.15 0.34+0.34 ' 0.17+0.17

Температурный контроль 24.84+0.54 12.43±0.93 2.58+0.40 1.35+0.49 0.97+0.31 0.58+0.38 0 0 0 *) 0 ««)

») - IX стадия **)- VII—VIII стадии

Для оценки скорости регенерации был применен не статический критерий (ИМЯ), соответствующий данному сроку фиксации, а динамический показатель - относительное увеличение размеров регенератов, определяемое как отношение величин площадей регенерата в разные сроки фиксации и характеризующее темп роста регенерата. Так. в эксперименте "Космос-2044" воздействие ФКП приходилось на 14-27 сут после операции: темп увеличения размеров регенератов в период КП являлся наибольшим для синхронного контроля (21.625). снижался в полетной группе (15.0) и падал до 9.375 и 8.542 для регенератов IX и VII-VIII стадий в группе температурного контроля. В эксперименте "Космос- 1887" в послеполетный период (18-32 сут после операции) в полетной группе отношение составило 3.408 . в температурном контроле -1.642. Таким образом, у животных, испытавших влияние ФКП или при их моделировании, темп роста регенератов выше, чем в контроле.

Регенерация Хр. удаленного по окончании КП, впервые изучалась в эксперименте "Фотон-6". в I группе в день посадки на 20 сут после операции выявлены незначительные различия в скорости регенерации при отсутствии различий в размерах регенератов. В II группе на 20 сут после операции не было обнаружено различий между полетной группой и контролем ни по стадиям регенерации, ни по размерам регенератов (р> 0.05) (табл.6.). В то же время в группе I по сравнению, с группой II наблюдалось двукратное ускорение прохождения морфологических стадий регенерации и трехкратное увеличение размеров регенератов (Р<0.001).

Табл. 6. Стадии регенерации хрусталика и размер регенератов ("Фотон-6")

Группа Сутки после операции Стадия Размер регенерата(S. мм2)

I старт. 5 1-Й -

I. полет посадка. 20 IX 0.0365 ± 0.00362

I. синхрон посадка. 20 X 0.0400 ± 0.00404

II старт. 5 I-II -

II. полет посадка. 20 V-VI 0.0121 + 0.00095

II. синхрон посадка. 20 V-VI 0.0120 ± 0.00079

По этой же схеме был проведен эксперимент "Фотон-7". После 16-сут КП выявлено ускорение регенерации Хр и более крупные размеры регенератов в I полетной группе по сравнению с контролями (табл.7). Большинство регенератов достигли X-XII ст. 3 регенерата находились на YII ст. и имели аномальное строение - 2 были ориентированы неправильно и образовывали сращение с роговицей. В синхронном контроле I наблюдались YII-YIII ст.. в температурном - Y-YIII ст.". аномалий не обнаружено. Регенераты I полетной группы имели более крупные размеры. чем в контролях (табл.7), в день посадки обнаружено увеличение (р < 0.001) величины ИМЯ клеток регенератов Хр в I полетной группе по сравнению с контролями (табл.8). Во II полетной группе также выявлено ускорение регенерации и более крупные размеры регенератов; аномалий не обнаружено. Таким образом, регенерация Хр в II полетной группе хотя протекала медленнее, чем в I полетной группе, но опережала группу синхронного контроля II. Спустя 10 сут наблюдалось ускорение регенерации Хр. более крупные размеры регенератов в I полетной группе и синхронном контроле I по сравнению с температурным. В I полетной группе в этот срок также был обнаружен 1 аномальный регенерат (VIII ст.). образующий сращение с роговицей: большинство регенератов достигали XII ст. В синхронном контроле выявлены XI-XII ст.; в температурном контроле наблюдалась задержка развития (YIII-XI ст.).

В эксперименте "Фотон-7" отмечено 4 случая аномалий в строении регенератов полетной группы, в 3 из которых наблюдалось сращение регенерата с роговицей и задержка на ранних стадиях развития. Аномалии аналогичны описанным Антоном и Григорян (Anton. Grlgoryan. 1993 a.b) в экспериментах по регенерации Хр после клиновращения. моделирующего физиологические эффекты микрогравитации. В целом по результатам экс-

Табл.7. Размеры регенератов хрусталика ( в. мма ) ("Фотон-7")

Группа В день посадки 10 сут после посадки

I полет I синхронный контроль температурный контроль II полет II синхронный контроль 1.02 ± 0.12 0.50 + 0.06 : 0.28 + 0.07 . 0.65 ± 0.03 0.36 ± 0.07 1.53 + 0.26 1.86 + 0.15 - 1.21 + 0.80 .' 1 ; - .1 = 1 '

Табл.8. ИМЯ клеток регенерата хрусталика-("Фотон-7". I группа)

Группа В день посадки 10 сут после посадки

полет. I группа синхронный контроль I температурный контроль 32.65 + 1.16 23.14 + 1.20 23.08 ± 1.37 23.40 ± 0.58 20.89 + 1.48 22.56 + 1.68

периментов установлено, что пребывание в КП не оказывает отрицательного влияния на морфогенез Хр. В полетных группах и в вибрационном контроле спустя 2.5 и 4.5 мес были сформированы дифференцированные Хр. нормальной морфологии и размеров. В центрифужном контроле спустя 20 сут после "посадки" в ряде случаев наблюдалось утолщение внутреннего слоя роговицы и/или соединение его с радужкой. Аналогичные изменения спустя 14 сут после посадки выявлены в полетной группе, но отсутствуют спустя 4.5 мес. что свидетельствует об их обратимости. В отдельных экспериментах отмечено развитие катарактальных Хр. возможно. обусловленное кратковременным повышением температуры в период полета и/или катарактогенным влиянием ионизирующих и электромагнитных излучений.

2. РЕГЕНЕРАЦИЯ КОНЕЧНОСТИ В УСЛОВИЯХ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА

Установлено, что регенерация передней Кн. инициированная в условиях земного тяготения, продолжается нормально в условиях КП. Распределение регенератов полетных групп по морфологическим стадиям свидетельствует о синхронизации и ускорении регенерации Кн как в период КП. так и после его завершения. Ускорение регенерации во время

2-нед полета выявлялось, если воздействие ФКП начиналось на II-IV ст. регенерации, в период формирования бластемы. Если эксперимент начинался с I ст.. то по окончании КП отличий в скорости регенерации сразу после приземления не наблюдалось, как, например, после первого 7-сут полета на биоспутнике "Космос-1667". Однако спустя 9 сут после посадки было выявлено ускоренное прохождение стадий регенерации Кн в полетной группе (IV-V-YI ст.) по сравнению с температурным контролем (II—III—IV ст.) и синхронизация регенерации.

В эксперименте "Космос-1887" в день старта наблюдалась I ст. регенерации. После 13-сут КП регенераты Кн полетной группы незначительно опережали (III-IV ст.) в развитии температурный контроль (II-IV ст.). Спустя 14 сут после посадки все регенераты полетной группы находились на V-VI ст.. в контроле этих стадий достигала лишь треть регенератов.

В эксперименте "Космос-2044" в день старта наблюдался большой разброс по стадиям регенерации (III-VI ст.). В день посадки в полетной группе выявлены VIII-X ст.. в синхронном контроле .- V-VII и IX ст.; в температурном контроле наблюдалась сильная асинхронность и задержка регенерации (II-VI и VIII-IX ст.). Выявлено ускорение и синхронизация регенерации Кн у животных, испытавших влияние ФКП. по сравнению с синхронным и температурным контролями. Скорость регенерации Кн в синхронном контроле была ниже, чем в полетной группе, но выше, чем в температурном контроле. Степень выраженности асинхрон-ности регенерации Кн в синхронном контроле была ниже, чем в температурном. Спустя 2.5 мес после посадки во всех группах были сформированы нормальные, функционально полноценные конечности; продолжался рост регенератов; выявлено увеличение (Р<0.001) размеров регенератов полетной группы (7.35 мм) и синхронного контроля (7.42 мм) по сравнению с температурным контролем (5.42 мм). Увеличение размеров регенератов в полетной группе и синхронном контроле в послеполетный период. свидетельствовало о стимулирующем влиянии ФКП (или их моделирования) на регенерацию Кн.

Сравнение пролиферативной активности клеток бластемы для одинаковых стадий регенерации показало отсутствие различий между полетной группой и температурным контролем после 7-сут КП. Спустя 9 сут после посадки ИМЯ клеток бластемы составил в температурном контроле для II ст. 30-54 55 и для III ст. - 38-48 %. Сопоставление этих данных с полетной группой не представляется возможным ввиду отсутствия регенератов этих стадий. В полетной группе на VI ст. ИМЯ был ниже (26-36%). чем на стадии V. поскольку в это время клетки регенерата

приступают к дифференцировке. В эксперименте "Космос-1887 " при отсутствии различия скорости регенерации в день посадки. ИМЯ клеток бластемы в полетной группе был в 2 раза выше (Р<0.001). чем в температурном контроле, и не отличался (Р>0.05) от соответствующих значений в вибрационном и центрифужном контролях (табл.9). Спустя 14 сут после посадки различия отсутствовали, так как регенераты Кн полетной группы находились на более поздних стадиях развития, когда уровень пролиферации естественным образом снижается.

Табл.9. ИМЯ клеток бластемы конечности ("Космос-1887") '

Время фиксации Полетная группа Температурный контроль Вибрация Центрифуга

посадка 14 сут после посадки 30.8+5.1 41.3±5.2 12.5+2.5 34.4+2.3 31.4+3.4 40.9+4.2

Табл.10. Нарушения морфогенеза конечности

Характер нарушений полетная контроль

группа

серьезные нарушения морфогенеза

2-х палая конечность - 1

3-х палая конечность 7 9

атипичный вырост 2 -

нарушения морфогенеза средней тяжести

срастание фаланг II. III пальцев 1 2

срастание кожи III-IV пальцев 23 10

атипичное строение IV пальца 5 6

общее количество регенератов 52 54

нарушений морфогенеза 38 28

в том числе серьезных 9 ю

средней тяжести 29 18

нормальные конечности 14 26

Нарушения морфогенеза Кн под действием ФКП изучались на материале. полученном в отдаленные сроки фиксации (2.5 и 4.5 нес после посадки). Данные полетных экспериментов и исследования влияния отдельных ФКП (вибрации и перегрузок) свидетельствуют об отсутствии отрицательного влияния ФКП на морфогенез регенерирующей Кн. В некоторых экспериментах в регенератах полетной группы сразу после посадки выявлено отслоение апикального эпителия, обнаруживаемое гистологически как полость, заполненная клетками крови и соединительной ткани; в клетках эпителия и бластемы выявлены дегенеративные изменения клеточных органелл. пикноз ядер, образование электронно-плотных зон. примыкающих к мембранам. Сходные изменения обнаружены в экспериментах на вибростенде; вероятно, они являлись результатом травмы о стенки контейнера; позднее это могло быть причиной аномалий морфогенеза Кн. Суммарные результаты показали, что нарушения морфогенеза Кн имеют место как в полете, так и в контроле (Табл.10). Некоторое увеличение числа аномалий развития Кн в полетных группах происходит за счет аномалий средней тяжести, в частности, срастания кожи пальцев. Количественные различия появления аномалий морфогенеза Кн соответствуют колебаниям, укладывающимся в норму реакции организма.

Особенности регенерации Кн. удаленной по окончании КП. изучались в экспериментах "Фотон-6" и "Фотон-7". В первом эксперименте не было выявлено существенных различий скорости регенерации Кн. оперированной до и после КП, что было обусловлено малым количеством объектов вследствие высокой гибели животных в полетной группе. В эксперименте "Фотон-7" в день старта регенераты Кн находились на 1-1I ст. регенерации. После 16-сут КП в I полетной группе (ампутация до полета) 5 регенератов находились на У1 ст. и 8 - на УШ ст, В контролях наблюдалось задержка и асинхронность регенерации: 3 регенерата в синхронном контроле достигали У1 ст.; остальные - Ш-У ст. В температурном контроле асинхронность регенерации была выше, чем в синхронном: 6 регенератов были ниже У ст.. а УП ст. не достиг ни один регенерат в обоих контролях. Спустя 10 сут в I полетной- группе 8 регенератов Кн из 11 достигли конечной стадии регенерации и лишь 3 находились на ст. УП и IX. В синхронном и особенно в температурном контролях наблюдалась задержка регенерации.

Во II полетной группе (ампутация в день посадки) на 23 сут после операции регенераты, находились на П-У1 ст. В синхронном контроле обнаруживалось отставание в прохождении регенератов по стадиям: регенераты находились, в основном, на III-1У ст.

Изучение пролиферативной активности клеток бластемы Кн не выя-

вило различий (Р>0.05) в синхронном контроле I и лабораторном контроле для всех изученных стадий регенерации (Табл.11). - В I полетной группе, где регенераты значительно опережали в развитии контроль, можно сопоставить величины ИМЯ только для У1 от.; разницы . между группами обнаружено не было. Во II полетной группе на П ст. величина ИМЯ более чем вдвое превышала ИМЯ в синхронном контроле II (Р40.001). хотя на II ст. разницы между опытом и контролем не наблюдалось (Р?0.05).

Табл.11. ИМЯ клеток бластемы конечности ("Фотон-7")

Ста- Старт Полет. Синхронный Темпера- Полет. Синхронный

дия I группа контроль. турный II группа контроль.

(I) контроль (II)

II 20.0+1.33 38.3Ц. 4 35.8+1.8 34.0±0.3

III 36.5+2.0

IV 35.6±2,6 36.3+5.0 68.1±4,4 31.7+3.3

V 45,2+1.4 46.0+1.4 64.8+3,5

VI 57.8±3.8 64,4±5,8 70.2±3.3 56.8+5.2

VII 45.5+4.5

3. РЕГЕНЕРАЦИЯ ХВОСТА В УСЛОВИЯХ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА

В одном эксперименте изучалось ФКП на регенерацию тканей Хв в перид с 15 до 27 сут после его ампутации. В день старта биоспутника "Космос-2229" наблюдались бластемы 1 мм толщиной. Эпидермис был восстановлен, мышцы и нервные волокна отсутствовали (II ст. регенерации). После 12-сут КП гистологический и иммуноцитохимический анализ показали, что в полетной группе и контроле формирование будущего позвоночника, хряща, мышц и соединительной ткани в бластемах обеих групп происходило сходным образом. Бластемы Хв начали удлиняться, наблюдалась IV ст. регенерации. Длина бластем и их ширина у основания в полетной группе была несколько меньше - 3.67 и 8.83 мм. чем в синхронном контроле (4.36 и 9.73 мм соответственно. Р<0.05). В полетной группе наблюдалась некоторая дезорганизация структуры бластемы. проявлявшаяся в строении эпидермиса, имевшего волнообразные контуры и утолщения; в контроле эпидермис был ровным, обычного гистологического строения. В некоторых случаях в полетной группе на дис-

тальном конце бластемы эпидермис отсутствовал. Пигментация бластем была выражена сильнее в полетной группе за счет увеличение количества меланоцитов и меланосом. Меченые клетки были обнаружены во всех изученных тканях, кроме регенератов Хв. что свидетельствует, вероятно. о нарушении микроциркуляции крови в регенератах.

Молекулярные маркеры, используемые для идентификации тканей ЦНС и для анализа экспрессии белков, специфических при регенерации нервной ткани, таких как кислый фибриллярный белок (GFAP). промежуточные нейрофиламенты (NF150). тирозингидроксилаза и GABA. выявлены в бластемах полетной группы и синхронного контроля в сходных количествах. GFAP и NF-150 в бластемах обеих групп были обнаружены в нервных волокнах. а тирозингидроксилаза - в катехоламинэргических клетках. С помощью другого маркера - нейротрансмиттера GABA - выявлено, что GA-ВА-позитивные клетки обнаруживались в большем количестве в бластемах Хв животных полетной группы. В обеих группах GABA-позитивные клетки наблюдались преимущественно в соединительной ткани бластем.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Выявленные особенности регенерации органов низших позвоночных животных под действием ФКП (ускоренное и синхронизированное прохождение морфологических стадий регенерации, повышение пролиферативной активности клеток бластемы Кн. клеток регенерата Хр и тканей глаза, не являющихся клеточными источниками регенерации Хр; более крупные размеры регенератов), выражены во всех проведенных экспериментах, но в разной мере - в зависимости от условий проведения эксперимента.

Показано, что наиболее чувствительными к стимулирующему влиянию ФКП являются стадии регенерации Хр и Кн с максимальным, уровнем пролиферативной активности клеток - источников регенерации. Выявлено синхронное повышение уровня пролиферативной активности в дорсальной и вентральной областях цилиарной зоны радужки и ростовой зоны сетчатки. не принимающих участия в формировании зачатка Хр. но обеспечивающих своей пролиферацией, наряду с клетками наружного и внутреннего листков латеральной радужки, убыль клеточной популяции зон дорсальной радужки, формирующих Хр. Усиление пролиферативной активности клеток тканей глаза и бластемы Кн наблюдалось в полетной группе по сравнению с обеими контрольными (температурный и синхронный контроль). что свидетельствует о стимулирующем клеточную пролиферацию влиянии именно орбитальных ФКП.

Нельзя исключить возможности прямого стимулирующего пролифера-

цию действия малых доз ионизирующей радиации. Вероятным- внутиклеточ-ными эффектами прямого действия космической радиации следует считать изменение уровня и характера генной экспрессии, а также параметров митотического цикла (Кузин. 1977). При регенерации Хр наблюдается последовательное сокращение общей продолжительности митотического цикла и отдельных его фаз при пролиферации клеток радужки и увеличение доли S-периода по мере формирования регенерата (Миташов. 1988). Воздействие ФКЛ приходилось на период трансдифференцировки клеток радужки . происходящей на протяжении 6-7 митотических циклов (Yama-da. McDevltt, 1984). в течение которых терминальных стадий трансдифференцировки достигают клетки, обладающие минимальной продолжительностью цикла. Предполагаемое изменение параметров митотического цикла и генной экспрессии под влиянием ФКП может влиять на время начала синтеза кристаллинов и ускорять процессы морфогенеза Хр.

Поскольку возможность прямого влияния микрогравитации на клетки остается дискуссионной, вопрос о влиянии ФКП на регенерацию следует сформулировать таким образом : какие изменения физиологических функций в КП оказывают существенное влияние на процессы регенерации?

В этой связи особый интерес представляло изучение особенностей регенерации Хр и Кн у животных, оперированных после завершения КП. Обнаружено, что при ампутации Кн и удалении Хр после завершения КП у оперированных животных также наблюдается ускорение регенерации и более крупные размеры регенератов. Аналогичные результаты получены при регенерации Кн у тритонов в условиях моделированной невесомости методом длительного клиностатирования (Anton, Grlgoryan. 1993 a.b). Обнаружен отсроченный стимулирующий эффект ФКП (14 сут и 2.5 мес после посадки) на процессы оогенеза у испанского тритона, обусловленный изменением гормонального статуса, водно-электролитного баланса и стимуляцией жизнедеятельности организма после перенесенного стресса (Лучинская. Остроумова. 1990; Антипов и др.. 1992). Приведенные данные свидетельствуют о том. что отсроченное стимулирующее влияние ФКП на пролиферативные и морфогенетические процессы опосредовано физиологическими системами организма.

Большинство ФКП по оказываемому на живой организм действию является стрессорами. Характерной чертой стресс-реакции у позвоночных является вовлеченность в ее развитие гормонов гипофиза (АКТГ, сома-тотропина. тиреотропина). тиреоидных гормонов, катехоламинов. корти-костероидов, инсулина. У низших позвоночных важную роль в процессах адаптации играют гипофизарные гормоны пролактин и иеланоцитстимули-рующий гормон и гормон эпифиза - мелагонин. Изменение уровня продук-

ции ключевых метаболических гормонов у млекопитающих и человека наблюдается при развитии общего адаптационного синдрома как в земных условиях, так и в КП. Характерно, что достаточный уровень продукции этих гормонов необходим для начала и поддержания процессов регенерации у низших позвоночных. Сдвиги общего обмена в сторону анаболизма или катаболизма создают предпосылки для усиления пролиферативных и морфогенетических или дегенеративно-атрофических процессов в органах и тканях. Изменения уровня продукции важнейших метаболических гормонов (тироксина, инсулина, катехоламинов) влияет на особенности метаболизма кальция и его эффекты на костную и мышечную ткань в условиях КП (Leach. 1987, ).

Известно, что стимулирующим регенерацию у амфибий действием обладают тропные гормоны гипофиза, тиреоидные гормоны, а также пролак-тин. инсулин и глюкокортикоиды. Хотя данные о гормональных изменениях у амфибий в КП отсутствуют, мы предполагаем, что они аналогичны описанным у высших позвоночных животных (Брянов и др..1987; Афонин, 1989; Macho et al.. 1991; Загорская и др.. 1992; Кабицкий и др., 1992; Leach et al.. 1988; Кветнянски и др.. 1988; Воротникова и др.. 1992; Natochln et al..1987;Leach, 1987; Gauquelln et al.. 1992) и что под влиянием ФКП или при их иммитации у низших позвоночных животных также происходит изменение уровня продукции гормонов . участвующих в регуляции метаболизма и влияющих на скорость пролиферативных и морфогенетических процессов при регенерации.

В условиях КП у испанского тритона выявлены морфо-функциональ-ные изменения ультимобранхиальной железы (Бесова и др.. 1990; 1992). приводящие к падению уровня продукции кальцитонина и усилению деминерализации костной ткани, что приводит, по нашему мнению, к ускорению резорбции костной ткани - как в дистальной части костного скелета культи, так и в интактной кости. У испанского тритона обнаружена резорбция элементов осевого и висцерального скелета к концу 13-сут КП (Бесова. Савельев. 1990), а также увеличение числа многоядерных остеокластов и уменьшение толщины костных пластинок в интактных костях задних Кн (Berezovskaya, Mltashov. 1995). Эти данные и результаты исследований на млекопитающих, выявивших в условиях КП снижение числа и функциональной активности остеобластов и увеличение числа и активности остеокластов (Капланский и др.. 1987 а.б), свидетельствуют о сходстве изменений, развивающихся в условиях КП. в системах, регулирующих метаболизм кальция у высших и низших позвоночных животных и о сходном характере влияния этих изменений на костную ткань. После пребывания в КП в скелетно-мышечной ткани хвостатых амфи-

бий так кв. как и у млекопитающих, обнаруживаются дегенеративно-ат-рофические изменения (Тучкова. 1994). Способность к регенерации измельченной мышцы Кн в условиях КП не подавляется, но несколько снижается (Тучкова. 1994). что. вероятно, обусловлено изменением иннервации мышц в условиях невесомости (Бабакова. Деморжи. Поздняков. 1991). Декструктивные изменения в мышечной ткани способствовуют. по нашему мнению, более быстрому высвобождению клеток- предшественников миогенной ткани.

Таким образом, ускорение регенерации Кн под влиянием ФКП обусловлено более быстрым протеканием начальных стадий регенерации, связанных с резорбцией костного компонента культи, дедифференцировкой и миграцией под раневой эпителий клеток - источников регенерации Кн. Эту точку зрения подтверждают данные о состоянии интактных костной и мышечной тканей и особенностях их регенерации в условиях КП. Повышение активности ультимобранхиальной железы, отмечаемое в послеполетный период, по нашему мнению, способствует ускорению более поздних этапов регенерации Кн. связанных с ростом и минерализацией вновь образующихся скелетных элементов. Физиологические механизмы, опосредующий влияние ФКП на регенерацию Кн и Хв. вероятно, едины, так как в обоих случаях наблюдается дедифференцировка элементов нервной, мышечной и костной ткани культи, высвобождение клеток-предшественников и образование регенерационной бластемы, пролиферация клеток бластемы и редифференцировка структур нервной, мышечной и костной тканей регенерата. На основании результатов собственных исследований и приведенных данных, мы считаем, что влияние ФКП на регенерацию Кн и Хв у амфибий опосредовано системой, регулирующей метаболизм кальция.

Более того, мы считаем, что существуют основания предполагать, что стимулирующее влияние ФКП на регенерацию хрусталика также связано с изменениями метаболизма кальция. Ранее было высказано мнение о наличии, в отсутствие паращитовидных желез, однонаправленного процесса регуляции метаболизма кальция, который обеспечивается цикличностью работы морфогенетического механизма компенсации популяции секреторных клеток ультимобранхиальной железы (Бесова и др.. 1992). Однако, выявлено наличие гипофизарного контроля метаболизма кальция, осуществляемого у хвостатых амфибий в отсутствие паращитовидных желез пролактином. являющимся физиологическим аналогом паратгормона, как гиперкальциемического эндокринного фактора (Wendelaar Bonga, Pang. 1989. 1991). Показано, что у некоторых хвостатых амфибий, с отсутствующими паращитовидными железами, гипофизэктомия приводит к выраженной гипокальциемии (Oguro, Uchlyama. 1975; Oguro et al..

1978), которая может быть компенсирована инъекциями препаратов пролактина млекопитающих (Oguro et al.. 1978; Pang. 1981). В этой связи представляют новый интерес старые работы, описывающие торможение регенерации после удаления гипофиза и о стимуляции регенерации у гипо-физэктомированных животных инъекциями экзогенного пролактина (Thornton. 1968). Совокупность этих фактов наводит на мысль о тесной связи процессов регенерации Хр и Кн у амфибий с механизмами регуляции го-меостаза кальция. Представляется, что функции пролактина в отсутствие паращитовидных желез сопоставимы с таковыми параттррмона высших позвоночных. Таким образом, у хвостатых амфибий, не имеющих паращитовидных желез, увеличение свободного кальция в плазме крови в условиях КП. вероятно, обусловлено усилением продукции пролактина - физиологического аналога паратгормона млекопитающих.

При нормальной концентрации кальция в крови у млекопитающих продуцируется небольшое количество кальцитонина и паратгормона. Падение уровня кальция в крови (при возрастании его экскреции с мочой в условиях КП в результате рефлекторного торможения продукции антидиуретического гормона и увеличении диуреза) приводит к увеличению уровня продукции паратгормона. что сопровождается определенными физиологическими эффектами на костную ткань и почки (деминерализация кости, развитие остеопороза. стимуляция активности остеокластов, усиление реадсорбции кальция в дистальных отделах нефрона). Возникающие в костной ткани изменения оказавают тормозящее влияние на регенерацию костной ткани высших позвоночных животных.

У амфибий, в отсутствие паращитовидных желез, возникающая гипо-кальциемия должна вызывать в первую очередь активацию продукции физиологического аналога паратгормона. каковым является пролактин. и реакция ультимобранхиальной железы, по нашему предположению, является вторичным явлением, возникающим в ответ на компенсаторную гипер-кальциемию вследствие усиления продукции гиперкальциемического фактора. Предполагаемое усиление продукции пролактина. по всей видимости. не только вызывает характерные эффекты в костной ткани, способствующие ускорению начальных этапов регенерации, связанных с остеок-ластической резорбцией кости культи Кн и образованием бластемы, но и стимулирует пролиферацию в тканях глаза при регенерации хрусталика, а также на стадиях регенерации Кн. соответствующих сформированной бластеме. Известно, что у низших позвоночных животных анаболический эффект пролактина проявляется во всех тканях, поэтому у амфибий и пресмыкающихся пролактин. подобно гормону роста, может ускорять рост тела и усиливать регенеративные процессы (Панков. 1976). Данные о

стимуляции процессов оогенеза у испанского тритона в условиях КП (Лучинская. Остроумова. 1990: Антипов и др.. 1992) свидетельствуют в пользу нашего предположения об усилении продукции пролактина под действием ФКП.

Показано стимулирующее влияние пролактина на регенерацию Хр и Кн у низших позвоночных животных, обнаруживаемое как In vivo (Nlwe-linskl. 1958: Licht. 1967: Schäuble. 1972: Schäuble. Tyler. 1972: Schäuble. Nentvig. 1974). так и in vitro (Conelly. 1977. 1980). Предполагаемое усиление продукции пролактина у испанского тритона, в условиях КП. развивающееся вследствие реакции системы, регулирующей гомеостаз кальция, позволяет объяснить механизм повышение пролифера-тивной активности в тканях глаза и ускорение регенерации не только Кн. но и Хр . Данные об особенностях регуляции метаболизма кальция у хвостатых амфибий в отсутствие паращитовидных желез, позволяют осмыслить как возможное единство механизма влияния ФКП на процессы регенерации Хр. Кн и Хв у низших позвоночных животных, так и его принципиальное сходство с механизмом, опосредующим влияние ФКП на гомеостаз кальция, а также на регенерацию костной и мышечной тканей у млекопитающих.

ВЫВОДУ

1. Регенерация органов у испанского тритона, начальные этапы которой протекали в условиях земной гравитации, продолжается нормально в условиях КП. а также в послеполетный период - вплоть до полного завершения морфогенеза регенерирующих органов.

2. Для регенерирующих Хр и Кн после завершения космического полета наблюдается ускоренное и синхронизированное прохождение морфологических стадий регенерации; повышение пролиферативной активности клеток бластемы Кн, клеток регенерата Хр и тканей глаза, не являющихся клеточными источниками регенерации Хр; а также более крупные размеры новообразованных структур.

3. Обнаруженные особенности регенерации органов низших позвоночных животных в условиях космического полета были выявлены во всех проведенных экспериментах, но в разной степени. Неравномерность степени выраженности влияния ФКП на процессы регенерации обусловлена различиями в возрасте животных, времени года в период проведения экспериментов и сроках воздействия ФКП на регенерирующие структуры.

4. У животных, испытавших в интактном состоянии влияние ФКП. при ампутации Кн и удалении Хр непосредственно после4 завершения по-

лета также наблюдается ускорение регенерационных процессов . что свидетельствует о наличии отсроченного стимулирующего влияния ФКП на процессы регенерации у низших позвоночных животных.

5. Различия в скорости регенерации Кн и в уровне пролиферативной активности клеток бластемы свидетельствуют об обнаружении стадий регенерации, особо чувствительных к воздействию ФКП (стадии 111-1У).

6. Стимулирующее влияние ФКП на клеточную пролиферацию при регенерации Хр наблюдается на стадиях регенерации, соответствующих периоду трансдифференцировки клеток радужки и максимальному уровню их пролиферативной активности. Усиление пролиферативной активности в полетной группе по сравнению с группой синхронного контроля свидетельствует о стимулирующем клеточную пролиферацию влиянии именно орбитальных ФКП. в частности, условий микрогравитации.

7. Воздействие ФКП в разные сроки после удаления Хр и ампутации Кн не препятствует нормальному росту и развитию регенератов, хотя может оказывать модифицирующие эффекты на процессы морфогенеза.

8. Стимуляция пролиферативных и морфогенетических процессов при регенерации Хр и Кн у испанского тритона обусловлена гормональными изменениями, возникающими в организме животных в условиях КП . Влияние ФКП на процессы регенерации у низших позвоночных животных опосредовано системой, регулирующей метаболизм кальция.

9. Предполагаемое в условиях космического полета усиление продукции пролактина. как гиперкальциемического эндокринного фактора, во-первых, способствует ускорению начальных этапов регенерации Кн . связанных с остеокластической резорбцией кости культи Кн и образованием бластемы, и во-вторых, стимулирует пролиферативную активность клеток различных зон глаза при регенерации Хр и при регенерации Кн на стадиях, соответствующих сформированной бластеме.

10. Действие ФКП вызывает сходные изменения в клетках и органах систем, регулирующих метаболизм СаГ а также в интактных костной и мышечной тканях высших и низших позвоночных животных, что приводит тем не менее к противоположным эффектам на процессы регенерации в двух различных моделях - эпиморфной регенерации конечности у хвостатых амфибий и тканевой регенерации у млекопитающих, что обусловлено

Я

различной природой этих явлений регенерации. ^

щр

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Миташов В.И.. Ойгенблик Э.А.. Тучкова С.Я.. Григорян Э.Н.. Брушлинская Н.В. Особенности регенерации органов и тканей амфибий в космических полетах. Биоспутники "Космос". Тез.докл. Международного симпозиума. Л.. 1991. С.91-93.

2. Брушлинская Н.В.. Тучкова С.Я.. Григорян Э.Н..Антон Г.Дж.. Миташов В.И. Особенности влияния факторов космического полета на процессы регенерации у млекопитающих и хвостатых амфибий. Изв. РАН. сер.биол.. 1994. Т.4. С.667-676.

3. Тучкова С.Я.. Брушлинская Н.В.. Григорян Э.Н.. Миташов В.И. Сравнительная характеристика регенерации хрусталика и конечности у тритонов, оперированных до и после осуществления орбитального космического полета. Изв. РАН, сер.биол., 1994. N6. С.859-869.

4. Миташов В.И.. Брушлинская Н.В.. Гринфилд С.. Григорян Э.Н.. Тучкова С.Я., Дюпра А.-М. Особенности регенерации органов и тканей у амфибий в условиях космического полета и после его завершения Космическая биология и авиакосмическая медицина. Тез. докл. X конф. (7-10 июня 1994, Москва). - Изд."Слово". М., С.99.

5. Брушлинская Н.В. Влияние факторов космического полета на про-лиферативную активность клеток различных тканей глаза при регенерации хрусталика у испанского тритона Pleurodeles Waltlll Mlchah. Изв. РАН, сер. биол.. 1995. N2. С. 149-156.

6. Брушлинская Н.В.. Тучкова С.Я.. Григорян Э.Н.. Антон Г.Дж., Миташов В. И. Регенерация органов у низших позвоночных животных в условиях космического полета. Онтогенез. 1996. в печати.

7. Grlnfeld S.. Mltashov V.. Bruchllnskaya N.. Duprat A.-M. The Amphibian Pleurodeles waltl as a vertebrate model for studies on In vivo central nervous system, muscle and bone regeneration In space. Internal. Symp. on: Animals In space, animal models In space physiology. Bordeaux (France). March 1993.

8. Grlnfeld S.. Foulquler F.. Mltashov V.. Bruchllnskaya N.. Duprat A.-M. Tissue regeneration In space (spinal cord, muscle and bone) In the amphibian Pleurodeles waltl. Proceedings 5th Eur.Symp. on Life Sciences Research in Space, (Arcachon, France, 26 Sept.- 1st Oct. 1993). ESA SP-366. 1994. P.181-184.

9. Grlnfeld S.. Foulquler F.. Duprat A.-M., Mltashov V.. Bruchllnskaya N. Spinal cord, muscle and bone regeneration In space (amphibian Pleurodeles Waltl). 30th COSPAR Scl.Assembly (10-21 July 1994, Hamburg. Germany). Abstracts. V.II. P.287.

10. Mltashov V.I.. Tuchkova S.Ya.. Bruchllnskaya N. V.. Grlgoryan E.N. Space flight can provide outlasting stimulative effect on fore-limb and lens regeneration In the newt. Pleurodeles waltl. 30th COS-PAR Scl.Assambly (10-21 July 1994. Hamburg. Germany). Abstracts. V. II. P. 288.

11. Mltashov V.I.. Grlgoryan E.H.. Tuchkova S.Ya.. Bruchllnskayi N. V.. Mlcrogravity Is a noval essential factor controlling cell proliferation and tissue regeneration rate In lower vertebrates.In: Development of Animals and Plants in Mlcrogravity and Hypergravlty. Satellite Symposium to the EDBC 95. Toulouse. July 7-9. 1995. P.5.

12. Mltashov V.I.. Bruchllnskaya N.V.. Grlgoryan E.N.. Tuchkova S.Ya.. Anton H.J. Regeneration of organs and tissues in lower vertebrates during and after space flight. Adv. Space Res., vol.17. No 6/7. pp.(6/7)241-(6/7)255. 1996.