Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Ультраструктурные изменения желудочковых и предсердных кардиомиоцитов при моделировании эффектов космического полёта
ВАК РФ 03.03.04, Клеточная биология, цитология, гистология
Автореферат диссертации по теме "Ультраструктурные изменения желудочковых и предсердных кардиомиоцитов при моделировании эффектов космического полёта"
0050иУОои
На правах рукописи
Вареник Евгения Николаевна
УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЖЕЛУДОЧКОВЫХ И ПРЕДСЕРДНЫХ КАРДИОМИОЦИТОВ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ЭФФЕКТОВ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЁТА
03.03.04- клеточная биология, цитология, гистология
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
1 6 0 с З і2
Москва - 2012
005009838
Работа выполнена на кафедре клеточной биологии и гистологии Биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова
Научный руководитель:
кандидат биологических наук, доцент Шорникова Маргарита Васильевна
Биологический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор
Макарова Ольга Васильевна
НИИ морфологии человека РАМН, Москва
кандидат биологических наук Юркевич Ольга Юрьевна
Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардга РАН, Москва
Ведущая организация:
Институт Биологии Развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва
Защита состоится «21» февраля 2012 г. в 15 часов 30 минут на заседании Диссертационного Совета Д.501.001.52 при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119899, Москва, Ленинские горы, д.1, корп. 12, МГУ, Биологический факультет, ауд.___.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.
Автореферат разослан «___» января 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук
, ) &
/
Калистратова Е.Н.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. В настоящее время в космической медициис и биологии ведется поиск мер, направленных на противодействие адаптации организма человека к невесомости, которые помогли бы увеличить возможное время пребывания в условиях космического полета. Проведение медико-биологических экспериментов по моделированию эффектов космического полёта на животных предоставляет возможность исследования на тканевом и клеточном уровнях.
Однако проведение исследований при реальных космических полетах связано с рядом трудностей, в том числе и финансовых, потому большинство экспериментов в настоящее время проводится в наземных условиях моделированием некоторых эффектов невесомости. Так, для создания некоторых физиологических эффектов невесомости в течение длительного периода времени на крысах, часто используют антиортостатическое вывешивание, при котором происходит перераспределение жидких сред организма в краниальном направлении, характерное для невесомости (Коваленко, 1977). Полученный к настоящему времени экспериментальный материал позволяет провести физиологические параллели между влиянием реальной невесомости и антиортосгатическим положением (Коваленко, 1977; Газенго, Григорьев, 1990; Ильин, Капланский, 1998), т.е. антиортостатическое вывешивание является адекватной моделью для оценки гемодинамических изменений в организме млекопитающих, схожих с таковыми в реальном космическом полете. Наиболее применимой эта модель является для сердечно-сосудистой и опорно-двигательной систем.
В последнее время изучается воздействие искусственной силы тяжести на сердце млекопитающих и возможность её использования для предотвращения негаппвных изменений, связанных с адаптацией к невесомости. Так, в полете биоспутника "Космос-936" впервые были получены данные о том, что непрерывная круглосуточная искусственная гравитация, создаваемая с помощью бортовой центрифуги, может предупредить развитие многих неблагоприятных эффектов, вызываемых невесомостью на сердце крыс (Рохленко, Мульдияров, 1981). Однако детальных данных по реакции разных отделов сердца на искусственную силу тяжести на фоне невесомости не получено, и ультраструкгура кардиомиоцитов (КМЦ) в таких условиях практически не изучеиа. Поэтому представляет интерес изучение удьтраструктуры КМЦ при одновременном действии невесомости, или моделировании
ее эффектов, и искусственной силы тяжести.
В литературе недостаточно освещён вопрос относительно изменений в условиях космического полёта и при моделировании его эффектов секреторных предсердных КМЦ (Погодина и др., 2004). В связи с тем, что помимо функции сокращения, они выполняют ещё и секреторную — синтезируют натрнйуретический пептид (Cantin М., Genest J., 1985; Gharib C. et al., 1985) — они отличаются от рабочих КМЦ желудочков, поэтому и реакция этих клеток на те же воздействия может отличаться. В связи с тем, что в невесомости и при её моделировании изменяется водный и электролитный гомеостаз организма, то секреция натрийуретического пептида является одним из механизмов в адаптащш организма млекопитающих к условиям невесомости.
Совершенно незатронутым в исследованиях является вопрос возможности применения гравитации большей величины, но меньшей продолжительности для нивелирования некоторых негативных реакций, вызываемых невесомостью. Этот вопрос актуален в связи с тем, что в перспективе перенесения опыта применения искусственной силы тяжести на человека невозможно постоянное нахождение космонавтов на борту центрифуги. Кроме того, постоянное воздействие искусственной силы тяжести может приводить к неблагоприятным изменениям ряда функций организма, связанных с вестибулярной системой, ввиду постоянного пребывания во вращающейся системе. Так, у крыс на биоспушике Космос-936, находившихся под действием искусственной силы тяжести, отмечено снижение функций высших отделов ЦНС в сравнении с крысами, находившимися в невесомости (Ильин, 1984). Однако в случае использования прерывистого режима искусственной силы тяжести нельзя исключить возможности возникновения нежелательных эффектов каждый раз при возобновлении действия. То есть, вопрос о режиме применения искусственной силы тяжести остаётся открытым.
Таким образом, моделирование некоторых эффектов невесомости в сочетании с гипергравитацией является одним из самых доступных и адекватных методов для изучения возможности применения искусственной силы тяжести для нивелирования некоторых неблагоприятных последствий, вызываемых невесомостью.
Цель исследования. Изучить морфо-функциональные особенности КМЦ левого желудочка и правого предсердия сердца крыс в условиях прерывистой гиподинамии, моделирования эффектов невесомости методом антиортостатического вывешивания, прерывистой гипергравитации и совмещения этих воздействий.
Задач» исследования.
1. Провести ультраструктурное и морфометричсское исследование рабочих и секреторных КМЦ при воздействии на крыс прерывистой гиподинамии и прерывистой искусственной силы тяжести величиной 2G на 1ч в сутки в течениеие 19 суток.
2. Провести ультраструюурное и морфометрическое исследование рабочих и секреторных КМЦ сердца крыс при круглосуточном вывешивании животных в ацтиортостатическом положении в течение 24 суток.
3. Провести ультраструюурное и морфометрическое исследование рабочих и секреторных КМЦ сердца крыс при совмещённом воздействии антиортосташческого вывешивания и искусственной силы тяжести величиной 2G.
4. Сравнить реакцию рабочих и секреторных КМЦ сердца при воздействии разных эффектов космического полёта.
Научная новизна работы. Впервые в КМЦ левого желудочка и правого предсердия крыс, подвергнутых длительному аптиортостагическому вывешиванию и, одновременно с ним, прерывистой гипергравитации величиной 2 G, проанализированы ультраструкгурные изменения.
Показано, что применение искусственной прерывистой силы тяжести величиной 2G на фоне моделирования некоторых эффектов невесомости методом антиортостатичсского вывешивания дает положительные результаты для рабочих КМЦ левого желудочка сердца крыс, однако ряд признаков указывает на развитие дизадаптативных изменений в секреторных КМЦ правого предсердия, этих же животных Таким образом реакция на одни и те же воздействия отличается в КМЦ левого желудочка и правого предсердия, и, в связи с этим, вопрос о режиме применения искусственной силы тяжести для профилактики негативных изменений, вызванных пребыванием в невесомости, остаётся открытым.
Практическое значение работы. Выполненная работа представляет не только теоретический, но и практический интерес в области космической биологии и медицины: Данные, полученные в настоящей работе, о структурных изменениях КМЦ важны для разработки методов использования перегрузок в борьбе с нежелательными последствиями действия невесомости на организм.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на Международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов» (2010, 2011, 2012), осква; VIII Всероссийской конференции по патологии клетки, Москва; XXI
всероссийском съезде физиологического общества им. И.П. Павлова, Калуга; Школе-конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности «Системные и клеточные механизмы в физиологии двигательной системы и мышечной деятельности», Москва и на заседании кафедры клеточной биологии и гистологии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ из них 2 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 185 страницах. Состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, выводов, списка литературы и приложений. Материалы диссертации содержат 87 рисунков (из них 9 диаграмм и 78 фотографий). В списке литературы приведены 149 источников, включая 95 отечественных и 54 зарубежных. В приложениях содержится 15 таблиц.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы.
Работу проводили ка сердце крыс самцов линии Вистар массой 310 г. Исследовали КМЦ левого желудочка и правого предсердия в норме и в условиях следующих экспериментальных воздействий: прерывистой гипергравитации величиной 2G, прерывистой гиподинамии и вывешивания в антиоргостагическом положении, что позволяет моделировать в земных условиях некоторые физиологические эффекты невесомости. Описаны изменения КМЦ обоих отделов сердца при каждом воздействии и при совмещении антиортостатического вывешивании и гипергравитации. После окончания экспериментов крыс декапитировали с помощью гильотины. Постановка экспериментов осуществлялась на базе Государственного научного центра РФ -Института медико-биологических проблем РАН под руководством ведущего научного сотрудника к.м.н. Краснова И.Б.; автор выражает ему искреннюю благодарность за предоставленную возможность в получении экспериментального материала.
Круглосуточное вывешивание животных в антиоргостагическом положении осуществляли стандартным методом (Morey-Holton, Wronski, 1981; Morey-Holton, Globus, 2002), угол вывешивания подбирался таким, чтобы животное, максимально вытянувшись, не доставало задними конечностями пола клетки, при этом они могли перемещаться по клетке на передних конечностях. Забой проводили тотчас после
снятия крыс, не допуская их касания задними конечностями пола клетки или иных поверхностей. Для создания гипергравитации 20 клетки с животными помещались по периферии центрифуги (радиус 3.6 м) со скоростью вращения 22 об/мин. Животные были помещены в пеналы, которые в клетках размещали таким образом, чтобы вектор перегрузки имел направление «спина-грудь». Вращение животных осуществляли 1 час в сутки. Соотношение светлого и темного времени суток составляло 12 ч: 12 ч.
Изучены четыре іруппьі опытных животных: группа “вывешиванис”-
круглосуточнос антиортостатичсское вывешивание в течение 24 сут; группа “20”-ежедневное вращение на центрифуге по 1 час в течение 19 сут; группа “совмещеиие”-вывешивание, такое же как группы «вывешивание», но при этом на 1 час в день (ві в одно и то же время суток, начиная с 4 суток эксперимента) крыс снимали и подвергали вращению на центрифуге, как описано для группы “20”; группа “прерывистая гиподинамия”- крыс на 1 час в день помещали в такие же пеналы, которые использовали при вращении в центрифуге, по не подвергали никаким воздействиям (для оценки влияния стрессорных воздействий, не связанных с гипергравитацией). Контролем служили иптактные крысы, содержащиеся в помещении с центрифугой при се вращении (группа “контроль”).
Для изучения морфологии миокарда на светооптическом уровне, а также для электронномикроскопического анализа кусочки миокарда левого желудочка и правого предсердия фиксировали 4% плутаровым альдегидом на 0.1 М фосфатном буфере (pH 7.2-7.4), дофиксировали 1%-ным раствором ОяОд 2-3 ч, контрастировали 2%-ным ур шил ацетатом на 70° этаноле, обезвоживали по общепринятой методике и заключали в Эпон 812. Для светооптического анализа на пирамитоме получали полутоикие эпоновые срезы толщиной 1-2 мкм с поперечным и продольным ходом волокон, их окрашивали метиленовым синим.
Перед электронномикроскопическим анализом проводилась предварительная ориентация миокарда по полутонким срезам на пирамитоме для получения продольного хода КМЦ. После чего резали на ультрагоме ЬКВ III. Ультратонкие срезы контрастировали раствором уранилацетата (5-Юмии) и цитратом свинца по Рейнольдсу (8-Пмин), просматривали в электронном микроскопе .ІЕМ-100С при 80 кВ. Для анализа ультраструктуры КМЦ использовали негативы или цифровые изображения (файлы) полученные при увеличении 8-40 тыс.
МопФометпический анализ. По поперечно ориентированным срезам определяли на светооптическом уровне штощади поперечного сечения КМЦ с помощью программы
ImageScope и ImageJ (проанализировано не менее ста клеток на одно животное в каждой экспериментальной группе) при увеличении х40, и число кровеносных капилляров, в расчете на сто КМЦ, при увеличении х90 (проанализировано 18-20 полей зрения для каждого животного).
По полученным при помощи электронного микроскопа негативам и цифровым изображениям в программе Adobe Photoshop 7.0 измеряли относительный объем митохондрий и миофибрилл с помощью квадратной тестовой системы коротких отрезков (Непомнящих и др., 1991). По тем же негативам и цифровым изображениям отдельно в каждой зоне локализации митохондрий в клетке - околоядер " межфибриллярной, субсарколеммалыюй околососудистой (что связано морфологической и функциональной гетерогенностью митохондрий КМЦ) оценивали на сто митохондрий число межмитохондриальных контактов (ММК) — как динамичный, лабильный критерий состояния митохонриома КМЦ (Шорникова, 2000) (просчитано не менее 200 митохондрий каждой зоны для каждого животного). По этим же файлам в программе Image J просчитывалось количество секреторных гранул, приходящихся на единицу площади в секреторных КМЦ правого предсердия.
Статистический анализ данных проводили непараметрическим критерием Макна-Укпш в программе Statistica 5.5. Различия признавались значимыми при р<0.05. Все данные представлены в виде среднего ± ошибка среднего.
Результаты исследования и их обсуждение.
При исследовании левого желудочка и правого предсердия крыс контрольной группы были получены результаты, согласующиеся с имеющимися в литературе данными о рабочих и секреторных КМЦ крыс в норме (Румянцев, 1982; Проценко, 1996; Агафонова и др., 1997; Щориикова, 2000, Погодина и др., 2004).
В левом желудочке в условиях прерывистой гиподинамии наблюдается незначительное увеличение площади поперечного сечения КМЦ - на 1% (рис. 1) (здесь и далее сравнения приведены относительно кошроля, если не указано иначе). Увеличение площади КМЦ не сопровождается изменением количества капилляров (рис. 2). При этом не наблюдается достоверного изменения объемных плотностей митохондрий и миофибрилл относительно контрольного уровня (рис. 3). Отмечено увеличение количества ММК в околоядерных и субсарколеммальных областях на 51% и 27% соответственно, в межфибриллярных зонах локализации митохондрий данный параметр не изменен (рис. 4). В клетках чаще встречаются лизосомы, преимущественно в околоядерных областях. Обнаружены единичные гранулы, по внешнему виду похожие
на секреторные гранулы КМЦ правого предсердия.
Таким образом, повышение ММК в околоядерных зонах можно соотнести с повышением синтетической (появление гранул), а также с катаболической активностью (повышение числа лизосом). При этом повышение ММК в субсарколеммальных областях, возможно соотносится с теми же явлениями, то есть с увеличением сшггеза и распада, т. к. возможно из-за усиления этих процессов увеличиваются и процессы активного эндо- экзоцитоза.
Появление большого количества лизосом в КМЦ указывает на изменение уровня нагрузки, что встречалось и при других изменениях нагрузки на сердце (Рохленко, Мульдияров, 1981; Липина и др., 2003). Вероятно, активность лизосом обусловлена процессами восстановления клеток, а именно необходимостью реутилизации клеткой разрушенных органелл, наблюдаемых и при вывешивании.
При ограничении подвижности крыс на 1 час в сутки наблюдается увелнч! площади поперечного сечения секреторных КМЦ правого прелсерлия на 13% (рис. 5), что согласуется с отмеченным в этой группе увеличением площади КМЦ в левом желудочке. При этом, как и в левом желудочке, в правом предсердии животных не выявлено изменений количества капилляров (рис. 6). Кроме того, в правом предсердии, как и в левом желудочке объемные ПЛОТНОСТИ миофибрилл и митохондрий не изменяются относительно аналогичных показателей у шггакшых животных (рис. 7).
Интересным представляется тот факт, что в секреторных КМЦ правого предсердия наблюдается уменьшение количества ММК в межфибриллярных зонах на 20% (рис. 8), что может указывать на уменьшение сократительной, но не секреторной, активности клеток данного отдела сердца при прерывистой гиподинамии. На отсутствие уменьшения секреторной активности указывает и то, что в субсарколеммальных областях клеток наблюдается сравнимое с контрольным уровнем количество секреторных гранул, везикул, вакуолей, то есть признаки выведения секрета. Относительный объём секреторных гранул в околоядерных областях не изменяется (рис. 9). Кроме того не наблюдается уменьшения количества ММК в субсарколеммальных областях.
С предположением об уменьшении сократительной активности КМЦ правого предсердия согласуется и тот факт, что несмотря на увеличение площади поперечного сечения, не происходит усиления микроциркуляции, т.е. не увеличивается относительное число капилляров в миокарде данного отдела сердца. Признаки снижения сократительной активности КМЦ при гипокинезии наблюдались и другими
авторами, но в других отделах сердца на продолжительных сроках опыта (Агафонова и др., 1997; Колесникова и др., 1998).
В данной опытной группе не наблюдается резких изменений на электронномикроскопическом уровне в КМЦ как левого желудочка, так и правого предсердия. Выявленные отеки саркоплазмы в некоторых (единичных) КМЦ обоих отделов, видимо, являются не специфической реакцией КМЦ на гиподинамию, непосредственно не связанной с особенностями конкретных экспериментальных условий. Так, гиалоплазмы описаны в экспериментах с прямо противоположным изменением у, нагрузки на миокард: при гипокинезии (Агафонова и др., 1997) и стенозе брюшной аорты (Процснко и др., 1995), т.е перегрузке давлением. Однако не стоит исключать и возможность увеличения площади поперечного сечения КМЦ из-за появления отёков, в частности в КМЦ левого желудочка гипертрофия КМЦ незначительная — всего 5%, т.е. можно допустить возможность увеличения КМЦ за счёт появляющихся в ошлоядерных областях отеков.
Таким образом, само по себе помещение животных в пенал на час в сутки и обездвиживание, и сопутствующее стрессорное воздействие, вызывает определенные реакции со стороны КМЦ левого желудочка и правого предсердия, однако эти изменения нельзя отнести к резко негативным. Т.е. обнаруженные морфологические изменения отражают адаптацию к прерывистой гиподинамии но, по всей видимости, эти изменения не приводят к значительным нарушениям, которые могли бы вызвать при выбранной длительности воздействия гибель или нарушение функционирования КМЦ.
В группе вывешивание в КМЦ левого желудочка наблюдается увеличение площади поперечного сечения на 5% (рис. 1), которое сопровождается ростом числа капилляров на 11,5% (рис. 2). Это согласуется с данными других исследователей (РЬПроИ е1 а1., 1992; Липина и др., 2003), показавших возрастание численной плотности капилляров в миокарде левого желудочка крыс как при двухнедельном космическом полете, так и при 14- и 30-суючном сроке антиортосгашческого вывешивания. При этом относительные плотности митохондрий и миофибрилл не изменяются (рис. 3). По-видимому, наблюдаемое нами незначительное увеличение площади поперечного сечения КМЦ можно соотнести с появлением отёков в ошлоядерных областях КМЦ. Так у животного с наименьшей площадью поперечного сечения КМЦ в данной группе частота встречаемости отеков минимальна в сравнении с остальными животными группы, тогда как у животного, в КМЦ которого отёки встречаются наиболее часто, площадь поперечного сечения КМЦ максимальна
Рис. 1 Площадь поперечного сечения кардиомиоцитов левого желудочка сердца крыс. Условные обозначения: одной звёздочкой (здесь и далее) отмечены достоверные
отличия от контрольного уровня. Двумя звездочками — достоверное отличие параметра у данной группы в сравнении с другими опытными группами.
Рис. 2 Относительное число капилляров в миокарде левого желудочка сердца крыс.
Рис. 3 Объёмные плотности митохондрий и миофибрилл в кардиомиоцитах левого желудочка сердца крыс.
100
90 80 70 60 50 ] 40 : 30
ШШ:
10
о
я зона еубсарколеммальная околоядер
околососудистая зона
и контроль
■ прерывистая гиподинамия
ш совмещение
Рис. 4 Количество межмитохондриальиых контактов, приходящихся на 100 митохондрий в кардиомиоцитах левого желудочка сердца крыс.
Рис. 5 Площадь поперечного сечения кардиомиоцитов правого предсердия крыс.
■ нрерывичлч і ішо.шнашт 0 вывешивание
Рис. 6 Относительное число капилляров в правом предсердии крыс.
Рис. 7 Объёмные плотности митохондрий и миофибрилл в кардиомиоцитах правого предсердия крыс.
Рис. 8 Количество межмитохондриальных контактов, приходящихся на 100 митохондрий в кардиомиоцитах правого предсердия крыс.
Н + +
■ прерывистая гшгодипамиия □ вывешивание
■-20 '
0,6
0,2
О
Рис. 9 Количество гранул, приходящееся на 1 мкм5 в околоядерных зонах секреторных кардиомиоцитов
У крыс, подвергавшихся антиортостатическому вывешиванию в правом предсердии, также как и в левом желудочке, наблюдается увеличение площади поперечного сечения КМЦ на 8% (рис. 5), при этом соотношение митохондрий и миофибрилл не изменяется. Кроме того наблюдается увеличение относительного числа капилляров в сравнении с контрольным значением на 15% (рис.6). Изменение объёмных плотностей миофибрилл и митохондрий не отмечено(рис. 7). Однако, в отличие от КМЦ левого желудочка, по-видимому, такая реакция секреторных КМЦ — увеличение площади поперечного сечения, сопровождающееся ростом относительного числа капилляров - объясняется повышением функциональной нагрузки на данный отдел сердца. Эти данные согласуются с полученными в аналогичных условиях, но на других сроках вывешивания - через 14 и 30 суток, когда показано возрастание функциональной активности секреторных КМЦ крыс (Погодина и др., 2004).
У животных, подвергавшихся круглосуточному антиортостатическому вывешиванию, в КМЦ левого желудочка наблюдается увеличение количества ММК в субсарколеммальных околососудистых и околоядерных зонах на 8 и 13% соответственно. Увеличение количества ММК в межфибриллярных областях не происходит (рис. 4), возможно, это объясняется снижением нагрузки на левый отдел
сердца у вывешенных животных, что, вероятно, связано с гипокинезией и атрофией скелетной мускулатуры задних конечностей при вывешивании (Ильин,. Капланский, 1998; Wu et al., 2002), и, следовательно, с меньшими потребностями в ее кровоснабжении. Не исключено, что количество ММК повышается в околоядерных и субсарколеммальных зонах в связи с увеличением растяжения КМЦ при диастоле у вывешенных животных (Thomason et а!., 1996), что может приводить к изменению условий сокращения КМЦ, тем самым, требовать их иное, возможно повышенное, энергообеспечение. Повышенное количество ММК отмечалось и при 30-сугочном пребывании крыс в вывешенном положении как в рабочих КМЦ левого желудочка (Липина и др., 2004), так и в секреторных КМЦ правого предсердия (Погодина и др., 2004). Таким образом, изменение как площади поперечного сечения КМЦ левого желудочка, так и увеличение количества ММК в околоядерных и субсарколеммальных областях, вероятно, связано с изменением нагрузки на миокард в связи с изменением гемодинамики в антиортосгазе и, как следствием — с изменением нагрузки на КМЦ левого желудочка, однако, по-видимому, все эти изменения не связаны с увеличением сократительной активности КМЦ, т.к. при антиортостатическом положении левый желудочек работает в условиях недогрузки объёмом.
В секреторных КМЦ правого предсердия крыс, вывешенных в антиорггосгатическом положении в течение 24 суток, также выявлено увеличение количества ММК, но только в субсарколеммальных областях на 11%(рис. 8). Такой рост, вероятно, обусловлен тем, что КМЦ предсердий выполняют ещё и гормональную функцию, участвуя в регуляции водно-солевого баланса организма, нарушаемого при вывешивании. Так, в антиортостатическом положении отмечается перераспределение крови в краниальном направлении. Такое смещение крови обуславливает растяжение предсердий и ряда сосудистых областей возросшим венозным притоком, что и сопровождается удалением из организма кажущегося избытка жидкости (Турчанинова и др., 1990). Из-за объёмной перегрузки предсердий усиливается синтез нагрийуретического гормона (Cantin М., Genest J., 1985), в частности в условиях антиортостаза (Gharib C. et al., 1985). Таким образом происходит усиление диуреза и натрийуреза.
Активность энергопродуцирующего аппарата КМЦ связана не только с необходимостью обеспечивать энергией сокращение миофибрилл, но и синтез, транспорт и выведение секрета. Повышение количество ММК именно в субсарколеммальных областях предсердных КМЦ хорошо согласуется с тем фактом,
что в этих областях наблюдается большое количество инваг инаций, выростов мембраны КМЦ, т.е. признаков активного выведения секрета из клеток. Это согласуется с ранее описанными изменениями в КМЦ правого предсердия при антиортостатичсском вывешивании на разных сроках (Погодина и др., 2004, Fareh et all., 1994). Повышение количества ММК именно в субсарколеммальных областях объяснимо ещё и тем фактом, что выведение секрета из предсердных КМЦ происходит синхронизировано -при растяжении стенок предсердия в диастоле (Dietz, 1984), таким образом и для выведения секрета также необходима корпоративная работа митохондрий, которая, как показано ранее на примере сократительной активности КМЦ левого желудочка, достигается путём ассоциации отдельных митохондрий в систему, аналогичную митохондриому скелетных мышц, при помощи ММК (Скулачёв, 1989, Skulachev, 2001). Выявленные признаки активной экструзии из клеток согласуются и с тем фактом, что уменьшается численная плотность секреторных гранул в околоядерной области КМЦ на 37% (рис. 9).
Резких изменений в ультраструстуре КМЦ отдельных отделов обнаружено не было. Наиболее интересными представляются изменения в КМЦ правого предсердия -в частности появление митохондрий с ячеистым видом крист. Органеллы с неровным, извилистым ходом крист встречаются при различных патологических состояниях миокарда, при которых наблюдается перенапряжение энергопродуцирующего аппарата клеток (Непомнящих, 1991; Шаров и др., 1988) и при гипокинезии (Агафонова и др., 1997; Колесникова и др., 1998), невесомости в космическом полете (Philpott et а!., 1992), а также в аналогичных условиях аптиортостатического вывешивания (Погодина и др., 2004). На повышение нагрузки на энергопродуцирующий аппарат КМЦ правого предсердия у животных, находившихся в антиортостагическом положении в течение 24 суток, указывает и тот факт, что иногда в клетках встречаются митохондрии с явными признаками дегенеративных процессов - просветлённые органеллы с частично деструктурированными кристами, по-видимому, к таким патологическим изменениям КМЦ приводит повышенное функциональное перенапряжение. Аналогичные деструктивные процессы в митохондриях также описаны после сравнимого по продолжительности с нашим воздействием, 19-суточного космического полёта в КМЦ левого желудочка (Рохленко, Мульдияров, 1981). Таким образом, можно заключить, что в нашем эксперименте основным ответом КМЦ правого предсердия на 24-суточное пребывание в антиортостагическом положении является усиление выведения секреторных гранул.
Кроме того в обоих отделах сердца в КМЦ встречаются разволокнения миофибрилл. Выявленные нарушения сократимого аппарата следует, по всей вероятности, считать отражением деструктивных процессов, проявляющихся как в секреторных предсердных, так и в рабочих желудочковых КМЦ. Они также описаны в желудочковых КМЦ через 14 суток пребывания крыс в вывешенном положении (РЬПрой й а1., 1992), в желудочковых и предсердных КМЦ при ежедневной кратковременной гипергравитации 50 (Артемян и др., 1988; Никогосова и др., 1991), а также в условиях длительной гипокинезии в желудочках разных отделов сердца (Агафонова и др., 1997; Колесникова и др., 1998).
При исследовании КМЦ левого желудочка сердца крыс группы 2Сг выявлено увеличение на 4% площади поперечного сечения КМЦ (рис. 1). Что сопровождается повышением количества капилляров на 6% (рис. 2). Аналогичная реакция миокарда отмечена ранее на таком же, 19-суточном, сроке центрифугирования, но при другом алгоритме воздействия гипергравитации 20 - круглосуточном(Липина и др., 2002).
Показатели объёмной плотности митохондрий и миофибрилл в КМЦ - на уровне контрольных значений (рис. 3), то есть прерывистое одночасовое воздействие 20 в течение 19 суток не влечет за собой заметных структурных перестроек миокарда левого желудочка. Однако, увеличение площади поперечного сечения клеток, сопровождаемое ростом капилляров, указывает на повышение функциональной активности КМЦ данного отдела сердца, что может быть объяснено изменениями в микроциркуляторном русле и, как следствие увеличением нагрузки на рабочий левый желудочек (Куприянов, Петрухин, 1971). Наши данные соотносятся и с ранее полученными, согласно которым при длительном действии непрерывной гравитации величиной 2 О наблюдается резкое увеличение активности Ca-Mg-ATФaзы миозина миокарда, обеспечивающее повышение его сократительной способности (Котовская и др., 1985). Кроме того, интересным представляется тот факт, что именно при поперечных ускорениях (как и у нас в эксперименте) наблюдается падение артериального давления, но затем такое ускорение ведёт к повышению данного показателя; частота же сердечных сокращений меняется противоположным образом — возрастая в первую минуту, уменьшается при продолжении воздействия (физиология кровообращения, 1986). Таким образом, из-за увеличения артериального давления повышается нагрузка на левый желудочек, что также соотносится с установленной нами гипертрофией.
При изучении КМЦ левого желудочка животных группы 20 выявлены
изменения в количестве ММК (рис. 4), причем наибольший рост данного параметра наблюдается в межфибриллярной зоне (на 30%), при этом аналогичного изменения не происходит в группе прерывистая гиподинамия, что указывает на специфичность данной реакции КМЦ именно на применение 20-гипергравитации, а не реакцией на помещение животных в пеналы. При этом увеличение количества ММК в околоядерной зоне меньше, чем у животных, подвергавшихся ежедневному одночасовому ограничению подвижности, а в субсарколеммальной зоне изменения соизмеримы с таковыми в группе прерывистая гиподинамия (на 27%). Данные по увеличению количества ММК хорошо соотносятся с вышеизложенными о гипертрофии КМЦ данного отдела сердца, т.к. при усилении функциональной активности, как упоминалось ранее, увеличивается и количество ММК, что говорит о повышенном уровне энергетических процессов в КМЦ (Пауков, Проценко, 1996; Агафонова и др., 1997; Шорникова, 2000). При этом на электронно-микроскопическом уровне обнаружена некоторая гиперштазия элементов аппарата Гольджи и его локализация в нехарактерных для КМЦ левого желудочка зонах клетки — в частности в субсарколеммальных. Визуально повышенное число элементов аппарата Гольджи также хорошо согласуется с развитием гипертрофии КМЦ в условиях 2 О, выявленной в миокарде в дашшх экспериментальных условиях. При этом само по себе, по-видимому, воздействие 20 в выбранном режиме не является негативным для КМЦ левого желудочка.
При этом после воздействия на крыс ежедневной одночасовой гравитации величиной 20 не наблюдается изменение большинства анализируемых параметров в предсердных КМЦ: площади поперечного сечения (рис. 5), относительного количества капилляров (рис. 6), соотношения объемов в КМЦ митохондрий и миофибрилл (рис. 7), а также изменения количества ММК (рис. 8). Можно предположить, что отсутствие каких-либо резких изменений объясняется возможностью тренировки сердечнососудистой системы к гипергравитации, что показано Куприяновым и Петрухиным (1971) и Серовой (1977). Вследствие того, что воздействие было ежедневным, но кратковременным, в КМЦ правого предсердия, по-видимому, смогли выработаться адаптивные реакции на данное воздействие. Или же отсутствие изменений может быть объяснено недостаточностью продолжительности данного воздействия для ответа КМЦ данного отдела В отличие от КМЦ левого желудочка, которые ответили, функциональной гипертрофией, что, как уже говорилось ранее, объясняется по-видимому повышением артериального давления, также увеличением сопротивлению
тока крови в связи с радиальными ускорениями, в связи с чем левый желудочек работает в условиях повышенной нагрузки.
Однако на электронномикроскопическом уровне отмечаются некоторые
изменения и в КМЦ правого предсердия: митохондрии, как наиболее лабильные структуры, претерпели небольшие изменения - матрикс органелл визуально несколько более электронно плотный, чем в органеллах контрольной группы. Однако если сократительная активность КМЦ правого предсердия не изменилась, то в секреторной наблюдаются изменения относительно контроля. Так, численная плотность
секреторных гранул снижена на 21% (рис. 9), а в субсарколеммальных областях также как и в группах прерывистая гиподинамия и вывешивание имеются признаки повышенной экструзии. Таким образом можно заключить, что КМЦ правого предсердия реагируют на 2G в выбранном режиме путём усиления секреции натрийуретического пегттида.
Площадь поперечного сечения КМЦ детого желудочка сердца крыс, находившихся в антиортостатическом вывешивании и подвергавшихся одновременно одночасовому воздействию гипергравитации (группа совмещение-), увеличена
относительно контрольной группы на 20% и превышает величины аналогичного параметра у крыс остальных экспериментальных групп (рис. 1). Количество капилляров в миокарде данной опытной группы больше чем у интактных животных на 27%, и на 16%, чему у животных, подвергавшихся ежедневному одночасовому ограничению подвижности (рис. 2). Эти данные, по всей вероятности, указывают на развитие адаптивной гипертрофии миокарда: увеличение размеров КМЦ сопровождается признаками усиления микроциркуляции. При этом в КМЦ данной группы объёмные плотности митохондрий и миофибрилл не отличались от аналогичных показателей в «контроле» (рис. 3), указывая на пропорциональный рост объемов сократительного и энергопродуцирующего аппаратов в гипертрофированных КМЦ.
Проведенный морфометрический анализ КМЦ левого желудочка группы совмещение показал, что количество ММК увеличивается во всех зонах клетки на 1235% (рис. 4). При этом максимальный рост ММК наблюдается в межфибриллярной зоне, (на 35%). Эти данные соотносятся с полученными о гипертрофии КМЦ данной группы. Появление миофиламентов в субсарколеммалыюй области клеток, отмеченное в настоящей работе при совмещенном воздействии вывешивания и 2 G, может свидетельствовать о новообразовании элементов сократимого аппарата как одном из изменений при гипертрофии (Шаров и др., 1988; Непомнящих, 2001; Регеппес, Hatt,
1990), что было описано также при действии регулярных перегрузок 5 в по 25 минут в течение 15 дней (Никогосова и др., 1991). Такие изменения структуры КМЦ в условиях совмещения способствуют, по всей видимости, поддержанию нормального соотношения внутриклеточных компонентов и их функционирования в. увиличивающихся в размерах в процессе гипертрофии клетках. Таким образом, можно говорить о функциональной гипертрофии КМЦ данной группы как об адаптивной реакции на изучаемое воздействие. •
При этом в правом предсердии в группе совмещение также наблюдается максимальное увеличение площади поперечного сечения секреторных миоцитов: на 23% в сравнении с аналогичным показателем у интактных животных и на 20% в сравнении с животными группы 20 (рис. 5). Кроме того, наблюдается максимальное увеличение относительного количества капилляров в миокарде правого предсердия — на 33-35% в сравнении с группами контроль, 2С и прерывистая гиподинамия (рис. 6). В сравнении с аналогичным параметром у животных группы вывешивание прослеживается увеличение относительного числа капилляров на 17%. Однако при этом наблюдается достоверное снижение объемной плотности миофибрилл на 9% и митохондрий на 18% в сравнении с контролем и на 12% и 14% соответственно в сравнении с показателями в группе 2в (рис. 7). Но статистически значимых отличий по данным параметрам в сравнении с животными, подвергавшимися антиортостатическому вывешиванию, не обнаружено. Таким образом, происходит рост объёма клетки в сравнении с контролем и группой 2(3, а объем митохондрий и миофибрилл при этом увеличивается не пропорционально росту клетки, а отстает от него. Следовательно, выявленное увеличение площадей клеток нельзя рассматривать как их функциональную гипертрофию, которая обнаружена при «совмещении» в левом желудочке, что описано ранее. Однако видно, что объем миофибрилл в секреторных миоцитах в сравнении с контролем снижен меньше, чем митохондрий; то есть предсердные КМЦ, вероятно, функционируют в условиях развивающегося энергодефицита, что, безусловно, может иметь драматические последствия при более длительном сроке воздействий для сократительной и секреторной функции этих клеток.
При этом в субсарколеммальных областях наблюдаются признаки сборки новых миофибрилл, а также изредка встречаются деструктивные процессы - разборка миофибрилл в огалоядерных областях. Это, по-видимому, является следствием возрастающей нагрузки на сердце и интенсификации сокращений КМЦ правого предсердия, вследствие чего усиливаются анаболические и катаболические процессы в
них. Вероятно, в выбранном режиме «совмещения» в предсердных КМЦ одновременно протекают противоположные процессы: наращивание сократительного аппарата КМЦ
и, по-видимому, вследствие высокой нагрузки, разборка части миофибрилл, возможно, из-за их ускоренных повреждений ввиду повышенной активности. Следует отметить, что сочетание синтеза миофиламеитор в субсарколеммальных областях и их разволокнения в других областях клеток - общая особенность как предсердных, так и желудочковых КМЦ при «совмещении».
Во многих клетках правого предсердия встречаются измененные митохондрии: просветлённые, или с признаками деструкции и лизиса крист, а также митохондрии с уплотнённым матриксом и извилистыми кристами. Как известно, локальное просветление матрикса и расширение внутрикристного пространства, указывает на усиление дыхательной и окислительной активности митохондрий (Ленинджер, 1966). Возможно, что работа в столь интенсивных условиях приводит в итоге к патологическим изменениям и в митохондриях, вследствие чего и происходит разрушение крист. Этим может объясняться уменьшение объёмной плотности митохондрий в КМЦ правого предсердия. Как уже упоминалось ранее митохондрии с аналогичными нарушениями (просветлением матрикса, признаками деструкции крист и с их извилистым ходом) отмеченаы и при различных патологических состояниях миокарда, связанных с повышением нагрузки на энергопродуцирующую систему КМЦ (Непомнящих, 1991; Шаров и др., 1988) и при таких воздействиях как гипокинезия, невесомость, антиортостатическое вывешивание (Агафонова и др., 1997; Колесникова и др., 1998; Погодина и др., 2004).
Одновременно с тем в нашем эксперименте наблюдается уменьшение количества ММК в правом предсердии в околоядерных и межфибриллярных областях КМЦ на 20-23% (рис. 8). При этом в КМЦ левого желудочка, как упоминалось ранее, наблюдается увеличение количества ММК во всех зонах, причём максимальное -именно в межфибриллярных зонах. Молено предположить, что за счёт увеличения ММК в КМЦ компенсируются деструктивные процессы в митохондриях, и осуществляется поддержание энергетических процессов на высоком уровне в левом желудочке, но этого не происходит в правом предсердии, где более выражен негативный (разрушительный) эффект от «совмещения» опытных воздействий. Интересно, что количество ММК во всех зонах КМЦ правого предсердия достоверно ниже в сравнении с аналогичными параметрами у животных группы вывешивание, но при этом не отличается от группы 2(1
Численная плотность секреторных гранул в КМЦ животных группы совмещение вблизи ядра также как и во всех остальных опытных группах значительно снижена - на 36% по сравнению с контрольным показателем, но не отличается от остальных опытных групп (рис. 9). В субсарколеммальных областях также отмечаются признаки усиленного выведения секрета, как и в других опытных группах. Можно предположить, учитывая вышеописанные нарушения митохондриального аппарата и уменьшения количества ММК, что синтез 1ранул значительно снижен, и не может восполнить их убыль в ходе отмеченной усиленной экструзии - отражением этого и является низкое значение численной плотности гранул в околоядерной области. Кроме того как в КМЦ предсердий, так и в желудочковых аппарат Гольджи более развит чем в контроле: отмечено увеличение его структурных элементов и его локализация не только в околоядерных, но и в субсарколеммальных областях КМЦ. Это также соотносится с данными о гипертрофии миоцитов, и выявленными признаками усиления экструзии в правом предсердии.
Таким образом, из полученных данных следует; что КМЦ правого предсердия крыс иным образом реагируют на совмещение двух воздействий - гипергравитации и вывешивания, нежели на каждое из них в отдельности, т.е. их ответную реакцию нельзя свести к простой суммации реакций на указанные воздействия, что показано и для рабочих КМЦ левого желудочка этих животных.
Необходимо отмстить, что в обоих изученных отделах сердца при всех экспериментальных воздействиях наблюдалась некоторая гетерогенность и мозаичность ответной реакции клеток в пределах каждой экспериментальной группы, т. е. можно было выделить КМЦ с разной выражешюстью изменений количественных параметров, с различной степенью нарушений и повреждений органелл. Аналогичную гетерогенность ответной реакции мышечных клеток сердца отмечали при длительной гипокинезии (Агафонова и др., 1997); круглосуточной гипегравитации и вывешивании (Липина и др., 2003) и ряде других опытных воздействий (Проценко и др., 1996; Полякова и др., 1999), что отражает; как полагают, струетурно-функциональную гетерогенность, свойственную нормальному миокарду. Возможно, такая гетерогенная реактивность КМЦ обусловлена циклическим обновлением их внутриклеточных компонентов, причем одни фазы цикла клетки более чувствительны к повреждающим воздействиям, нежели иные (Непомнящих и др., 1986). Указанная гетерогенность несколько более выражена по нашим данным в предсердных КМЦ, что может быть обусловлено разными стадиями секреторного цикла этих клеток.
Следует также учитывать, что степень выраженности изменений миокарда крыс индивидуальна при стрессе, зависит от общего эмоционального статуса животного, его принадлежности к иерархическому рангу (Иваницкая, Иванов, 1987). Этот факт может оказывать значительное влияние на проявление реакции миокарда в условиях настоящего эксперимента, являющихся, безусловно, стрессорными.
В работе проводилось также сопоставление изменений по правому предсердию и левому желудочку отдельно для каждого животного. Интересно отметить, что при этом не выявлено одинаковой выраженности изменений в количественных параметрах по двум отделам сердца: к примеру, у животного площадь желудочковых миоцитов имеет максимальное (в пределах данной опытной группы) значение, но площадь предсердных КМЦ у этого же животного — на уровне среднего значения по группе. Более того были отмечены случаи разнонаправленных изменений по одному к тому же параметру для разных отделов сердца: в группе совмещение у двух животных с более высокими значениями объемной плотности митохондрий в желудочковых КМЦ также и высокие (в группе) показатели количества ММК (во всех зонах); в предсердных миоцитах этих же двух крыс объемная плотность митохондрий, напротив, ниже среднего значения для данной группы, количество ММК, однако, ближе к средним значениям в группе. На основании таких данных нельзя исключать, что индивидуальная реакция в ответ на выбранные воздействия проявляется наиболее ярко не на уровне не организма, но на уровне рахных отделов сердца.
ВЫВОДЫ
«Прерывистое одночасовое ежедневное ограничение подвижности животных приводит к увеличению площадей поперечного сечения КМЦ обоих отделов сердца, но не к функциональной гипертрофии клеток. При этом в КМЦ правого предсердия наблюдается усиление секреторной активности.
•Прерывистая искусственная гравитация величиной 20 применяемая ежедневно по 1 ч приводит к незначительной функциональной гипертрофии КМЦ левого желудочка и сопровождается признаками усиленного функционирования митоховдриома. .
Это же воздействие не вызывает резких изменений в КМЦ правого предсердия, где не наблюдается гипертрофии КМЦ, но есть признаки усиления секреторной активности.
• Антиорто статическое вывешивание в течение 24 суток приводит к незначительной гипертрофии КМЦ левого желудочка и к функциональной
гипертрофии, сопровождающейся усилением секреторной активности КМЦ правого предсердия.
•Совмещенное воздействие а1ггиортостагического вывешивания и 2G в вышеуказанных режимах приводит к функциональной гипертрофии КМЦ левого желудочка, с усилением функционирования энергопродуцирующего и сократительного аппарата клеток. При этом наблюдаются признаки негативной реакции КМЦ правого предсердия - увеличение площади клеток с уменьшением доли сократительного и энергопродуцирующего аппаратов.
•Применение искусственной силы тяжести совместно с моделированием некоторых эффектов невесомости в заданном режиме оправдано для КМЦ левого желудочка, но не для КМЦ правого предсердия.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Вареник Е.Н. “ Ультраструкгура кардиомиоцитов левого желудочка сердца крыс при попеременном действии гипергравитации и аптиортостатического вывешивания” // Тезисы XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов». Москва, 14-19 апреля 2009, с. 295.
2. Вареник Е.Н. Митохондриом кардиомиоцитов левого желудочка сердца крыс при моделировании эффектов космического полёта // Тезисы XVII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов». Москва, 12-17 апреля 2010, с. 295-296.
3. Вареник Е.Н., Липина Т.В., Шорникова М.В., Краснов И.Б., Ченцов IO.C. Структура миокарда левого желудочка крыс в условиях моделирования эффектов невесомости и искусственной силы тяжести//Доклады АН, 2010, т. 433. №3. с. 423-425.
4. E.N. Varenik, T.V. Lipina, L.S. Pogodina, M.V. Shomikova, I.B. Krasnov,Yu.S. Chentsov. Reaction of rat cardiomyocytes to combined influence of simulated weightlessness and 20-gravity II In: “Biological motility. From fundamental achievements to nanotechnologies”, Pushino, 2010, p. 307-309.
5. Вареник E.H., Липина T.B., Шорникова M.B., Краснов И.Б., Ченцов Ю.С. Реакция кардиомиоцитов левого желудочка сердца крыс на действие различных режимов 2G гипергравитации // Сб. науч. трудов VIII Всероссийской конференции по патологии клетки, Москва, П-12 ноября 2010г. - М., МДВ, 50-51.
6. Вареник E.H., Липина Т.В., Шорникова М.В., Чепцов Ю.С., Краснов И.Б. Реакция желудочковых кардиомиоцитов крыс на моделирование эффектов невесомости и искусственной силы тяжести // XXI всероссийский съезд физиологического общества им. И.П. Павлова, Калуга 19-25 сентября 201 Оп
7. Вареник Е.Н,, Липина Т,В., ШорниковаМ.В., Ченцов Ю.С., Краснов И.Б., Сократимый аппарат кардиомиоцитов правого предсердия сердца крыс при попеременном действии гипергравитации и антиортостатического вывешивания. // Школа-конференция по физиологии мышц и мышечной деятельности «Системные и клеточные механизмы в физиологии двигательной системы и мышечной деятельности», Москва 2011,с. 18
8. Вареник Е.Н. Митохондриом кардиомиоцитов правого предсердия сердца крыс при моделировании эффектов космического пол&га. Н Тезисы XVTI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов». Москва, 11-15 апреля, с 278-280.
9. Вареник Е.Н., Липина Т.В., Шорникова М.В., Ченцов Ю.С., Краснов И.Б., Электрониомикроскопический анализ кардиомиоцитов левого желудочка сердца крыс в условиях моделирования эффектов невесомости и искусственной силы тяжести. // Известия АН. Сер. биол. 2012, № 3. (в печати).
Список использованных сокращений:
КМЦ-кардиомиоцит ММК-межмитохопдриальный контакт
Соискатель Е.Н. Вареник
Подписано в печать:
19.01.2012
Заказ № 6520 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 :
115230, Москва, Варшавское т., 36 (499) 788-78-56 ,
www.autoreferat.ru
Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Вареник, Евгения Николаевна
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Миокард. Кардиомиоциты
1.1.2 Предсердный натрий-уретический фактор
1.2.1Невесомость и моделирование в наземных условиях эффектов невесомости.
1.2.2 Характеристика изменений в организме млекопитающих при вывешивании их в антиортостатическом положении
1.2.3 Изменения сердечно-сосудистой системы 30 млекопитающих при вывешивании в антиортостатическом положении и реальном космическом полёте
1.2.4 Характеристика кардиомиоцитов миокарда млекопитающих при вывешивании в антиортостатическом положении
1.3 Воздействие гипергравитации на животных
1.3.1 Роль изучения гипергравитационного воздействия
1.3.2 Характеристика изменений в организме млекопитающих при кратковременном и длительном гипергравитационном воздействии
1.3.3. Изменения сердечно-сосудистой системы в условиях гипергравитации
1.3.4. Характеристика кардиомиоцитов миокарда млекопитающих в условиях гипергравитации
Глава 2. Объект и методика
Глава 3. Результаты и их обсуждение
3. 1 Результаты
3.1.1 Результаты исследования кардиомиоцитов 56 левого желудочка сердца крыс.
3.1.2 Результаты исследования кардиомиоцитов 94 правого предсердия
3. 2 Обсуждение результатов
Выводы
Введение Диссертация по биологии, на тему "Ультраструктурные изменения желудочковых и предсердных кардиомиоцитов при моделировании эффектов космического полёта"
На организм человека (или животного) в космическом полёте могут оказывать влияние три основные группы факторов. К факторам, связанным с динамикой полёта ракетных летательных аппаратов относятся ускорение, вибрация, шум, невесомость. Как показано ранее (Рохленко, Мульдияров, 1981; Серова, 1996) именно невесомость является основным фактором, вызывающим при космическом полёте развитие специфических изменений в организме человека и животных, являющихся по сути адаптацией к отсутствию силы тяжести и снятием в связи с этим деформаций и механических натяжений. Так, в частности, известно, что при длительном воздействии невесомости наблюдаются деструктивные процессы в кардиомиоцитах левого желудочка (Рохленко, Мульдияров, 1981). По сути все приспособительные реакции к невесомости, по терминологии Ф.З. Меерсона (1981), являются являются деадаптативными по отношению к земным условиям. Поэтому основными профилактическими мероприятиями, проводящимися в длительном космическом полёте являются мероприятия, направленные на противодействие адаптации к невесомости. Последнее время изучается воздействие искусственной силы тяжести на сердце млекопитающих и возможность её использования для предотвращения негативных изменений, связанных с адаптацией к невесомости. Так, в полете биоспутника "Космос-936" впервые были получены данные о том, что искусственная гравитация, создаваемая с помощью бортовой центрифуги, может предупредить развитие многих неблагоприятных эффектов, вызываемых невесомостью. Послеполетное исследование показало, что животные в течение всего полёта находившиеся на бортовой центрифуге, то есть в условиях искусственной гравитации чувствуют себя намного лучше. У крыс же, находившихся в невесомости ухудшились сократительные возможности скелетной мускулатуры, кости конечностей стали более «хрупкими». (Рохленко, Мульдияров, 1981). Однако ультраструктура разных отделов сердца не изучена. Поэтому представляет интерес изучение ультраструктуры кардиомиоцитов при одновременном действии невесомости и искусственной силы тяжести.
Совершенно незатронутым в исследованиях является вопрос возможности применения гравитации большей величины, но меньшей продолжительности для невелирования некоторых негативных реакций, вызываемых невесомостью. Этот вопрос актуален в связи с тем, что в перспективе перенесения опыта применения искусственной силы тяжести на человека, невозможно постоянное нахождения космонавтов на борту центрифуги, в связи с необходимостью выполнения определённых задач. Постоянное воздействие искусственной силы тяжести, возможно, может приводить к неблагоприятным изменениям ряда функций организма, связанных с вестибулярной системой, связанное с постоянным пребыванием во вращающейся системе. Так, у крыс, на биоспутнике Космос-936, находившихся под дествием искусственной силы тяжести, отмечено снижение функций высших отделов ЦНС в сравнении с крысами, находившимися в невесомости (Ильин, 1984). Однако в случае использования прерывистого режима нельзя исключить возможности возникновения нежелательных эффектов каждый раз при возобновлении действия искусственной силы тяжести. Таким образом, вопрос о режиме применения искусственной силы тяжести остаётся открытым.
Ввиду того, что проведение исследований при реальных космических полётах связано с рядом трудностей, в том числе и финансовых, большинство экспериментов в настоящее время проводится в наземных условиях моделированием некоторых эффектов невесомости. Так, например, для моделирования и изучения кратковеременного действия невесомости используется параболический полёт, а для создания некоторых эффектов невесомости в течение длительного периода времени используются такие модели как погружение в жидкость, гиподинамия и антиортостатическое положение. При изучении влияния моделирования эффектов невесомости на крысах, часто используют антиортостатическое вывешивание, при котором происходит перераспределение жидких сред организма в краниальном направлении, характерное для невесомости (Коваленко, 1977). Полученный к настоящему времени экспериментальный материал, позволяет провести физиологические параллели между влиянием реальной невесомости и антиортостатическим положением ( Газенко, Григорьев, 1990; Ильин, Капланский, 1998, Коваленко, 1977 ), т.е. антиортостатическое вывешивание является адекватной моделью для оценки гемодинамических изменений в организме схожих с таковыми в реальном космическом полёте, наиболее применимой эта модель является для сердечно-сосудистой и опорно-двигательной системы.
При использовании данного подхода моделирования эффектов невесомости не удается избежать влияния гипокинезии на животных (РЫ1рой: а1., 1992), в связи с чем целесообразно сравнить изменения кардиомиоцитов крыс после одинаковых сроков вывешивания в антиорто статическом положении и пребывания в нормальном положении тела в условиях гипокинезии. Однако, учитывая, что в невесомости также характерно действие гипокинезии на организм, это нельзя отнести к недостаткам модели.
Таким образом, моделирование некоторых эффектов невесомости в сочетании с гипергравитацией является одним из самых доступных и адекватных методов для изучения возможности применения искусственной силы тяжести для невелирования некоторых неблагоприятных последствий, вызываемых невесомостью.
Цель
Изучить морфо-функциональные особенности кардиомиоцитов левого желудочка и правого предсердия сердца крыс в условиях прерывистой гиподинамии, моделирования эффектов невесомости, прерывистой гипергравитации и совмещении этих воздействий.
Задачи исследования:
1. Провести ультраструктурное и морфометрическое исследование рабочих и секреторных кардиомиоцитов при воздействии на крыс прерывистой гиподинамии и прерывистой искусственной силы тяжести величиной 2 в на 1ч в сутки в течение 19 суток.
2. Провести ультраструктурное и морфометрическое исследование рабочих и секреторных кардиомиоцитов сердца крыс при круглосуточном вывешивании животных в антиортостатическом положении в течение 24 суток.
3. Провести ультраструктурное и морфометрическое исследование рабочих и секреторных кардиомиоцитов сердца крыс при совмещённом воздействии антиортостатического вывешивания и искусственной силы тяжести величиной 2С
4. Сравнить реакцию рабочих и секреторных кардиомиоцитов сердца при воздействии разных эффектов космического полёта.
Заключение Диссертация по теме "Клеточная биология, цитология, гистология", Вареник, Евгения Николаевна
Выводы
•Прерывистое одночасовое ежедневное ограничение подвижности животных приводит к увеличению площадей поперечного сечения кардиомиоцитов обоих отделов сердца, но не к функциональной гипертрофии клеток. При этом в кардиомицитах правого предсердия наблюдается усиление секреторной активности.
•Прерывистая искусственная гравитация величиной 2С применяемая ежедневно по 1 ч приводит к незначительной функциональной гипертрофии кардиомиоцитов левого желудочка и сопровождается признаками усиленного функционирования митохондриома.
Это же воздействие не вызывает резких изменений в кардиомиоцитах правого предсердия, где не наблюдается гипертрофии кардиомиоцитов, но есть признаки усиления секреторной активности.
•Антиортостатическое вывешивание приводит к незначительной гипертрофии кардиомиоцитов левого желудочка и к функциональной гипертрофии, сопровождающейся усилением секреторной активности кардиомиоцитов правого предсердия.
•Совмещённое воздействие антиортостатического вывешивания и Ю приводит к функциональной гипертрофии кардиомиоцитов левого желудочка, с усилением функционирования энергопродуцирующего и сократительного аппарата клеток. При этом наблюдаются признаки негативной реакции кардиомиоцитов правого предсердия -увеличение площади клеток с уменьшением доли сократительного и энергопродуцирующего аппаратов.
•Применение искусственной силы тяжести совместно с моделированием некоторых эффектов невесомости в заданном режиме оправдано для кардиомиоцитов левого желудочка, но не для кардиомиоцитов правого предсердия.
Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Вареник, Евгения Николаевна, Москва
1. Абдулла А. Ультраструктурная и морфометрическая характеристика хондриома кардиомиоцитов миокарда правого желудочка сердца крыс в норме и при гипобарической гипоксии.: Автореф. дисс. канд. биол. наук. М., 1992.- 20 с.
2. Агафонова Е.Л., Побезинский Л.А., Шорникова М.В., Ченцов Ю.С. Митохондрии кардиомиоцитов левого желудочка сердца крыс при гипокинезии // Биологические мембраны. 1997. № 9. - С. 495-505.
3. Акмарова Д.Х., Червова И.А. Эндокринная функция сердца; структурно-функциональные аспекты // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1989. №8. - С. 5-14.
4. Алексеев Д.А., Яруллин Х.Х., Васильева Т.Д. Адаптация сердечно-сосудистой системы к отрицательной гравитационной нагрузке при повторных антиортостатических воздействиях // Косм. биол. мед. -1975. Т.9. № 6. С. 55-61.
5. Амченкова A.A., Бакеева Л.Е., Драчев В.А., Зоров Д.Б., Скулачев В.П. Митохондриальный электрический кабель // Вестник МГУ Сер. биол. 1986. № 3.- С. 3-15.
6. Артемян H.A., Баринян С.Б., Оганесян С.С., Шперлинг И.О. Ультраструктурный анализ кардиомиоцитов предсердий крыс после действия ускорений + 5Gz // Косм. биол. авиакосм. мед. 1988. № 3. - С. 60-64.
7. Баевский P.M., Чаттарджи П.С., Фунтова И.И., Закатов М.Д. Сократительная функция сердца в условиях невесомости по данным пространственной баллистокардиографии // Косм. биол. авиакосм. мед. -1987. Т.21.№3,-С. 26-31.
8. Бакеева Л.Е. Митохондриальный ретикулум скелетной и сердечной мышцы: строение и некоторые функциональные свойства: Дисс. докт. биол. наук. Москва. 1988. 244 с.
9. Бакеева Л.Е., Скулачев В.П., Ченцов Ю.С. Митохондриальныйретикулум: строение и возможные функции внутриклеточных структур нового типа в мышечной ткани // Вестник МГУ. Сер. Биол. 1977. №3. -С. 3-10, 23-28.
10. Балаховский И.С., Легеньков В.И., Киселев Р.К. Изменение массы гемоглобина при космических полётах и их моделировании // Косм. Биол. 1980. -№6. - с. 14-20.
11. Бурковская Т.Е., Краснов И.Б. Гематологический статус крыс, родившихся и выросших в условиях повышенной силы тяжести // Авиакосм, эколог, мед. 1992. - Т. 26. № 1. - С. 50-51.
12. Быков A.M. Исследование митохондрий клеток культуры СПЭВ в ходе клеточного цикла в норме и после действия актиномицина Д: Автореф. дисс. . канд. биол. наук. М., 1985. 22 с.
13. Бычкова Е.Ю., Кротов В.П., Молева И.Б., Медведев О.С. Динамика центрального и периферического кровообращения у бодрствующих крыс в первые сутки антиортостатической гипокинезии (роль тренировки) // Авиакосм. экол. мед. 1992. - Т.26. № 4. - С. 60-64.
14. Ветрова Е.Г., Краснов И.Б. Активность дегидрогеназ печени крыс после 30-суточного воздействия повышенной силы тяжести // Косм, биол. авиакосм. мед. 1988. - Т. 22. № 6. - С. 64-66.
15. Вохмянин П.Ф. О взаимосвязи гемодинамических сдвигов и дыхания при перегрузках // Авиац. и косм, медицина: Мат. конф. Под ред. В.В. Ларина. М., 1963. - С. 56-60.
16. Габрусенко С.А., Сафрыгина Ю.В., Овчинников А.Г., Масенко В.П. и др. // Кардиологический вестник, 2006.
17. Газенко О.Г., Григорьев А.И., Егоров А.Д. Реакция организма человека в космическом полёте: Физиологические проблемы невесомости / под ред. О.Г. Газенко, И.И. Касьяна. М.: Медицина , 1990. -288с.
18. Газенко О.Г., Ильин Е.А., Генин A.M., Котовская А.Р., Корольков В.И., Тигранян P.A., Португалов В.В. Основные результатыфизиологических экспериментов с млекопитающими на биоспутнике "Космос -936" // Косм. биол. мед. 1980. - Т.14. № 2. - С. 22-25.
19. Григорьев А.И., Носков В.Б., Атьков Б.В., Афонин Б.В., Суханов Ю.В., Лебедев В.И., Бойко Т.А. Состояние водно-солевого гомеостаза и систем гормональной регуляции при 237-суточном космическом полёте. 1991
20. Дроздова Г.А., Бахилов В.Л. Предсердный натрийуретический фактор и его роль в патологии // / Пат. физиол. и эксп. терапия.- 1990.-№6.- С. 55-57.
21. Егоров А.Д., Ицеховский О.Г. Исследование сердечнососудистой системы в длительных космических полетах // Косм. биол. мед. 1983. - № 5. - С. 4-6.
22. Ерофеева Л.М. Особенности структурно-функциональных преобразований в тимусе крыс при повторном воздействии гипергравитации //Морфология. 2002. - Т. 121.-С. 51.
23. Иваницкая В.В, Иванов Е.И. // Архив анатомии 1987. - Т. 93. №9 - С. 89-94.
24. Ильин Е.А., Капланский A.C. Сравнительный анализ изменений, развивающихся у крыс в невесомости и при вывешивании в антиортостатическом положении // Авиакосм. экол. мед. 1998. - № 6. -С. 43-50.
25. Ильин Е. А. Исследование на биоспутниках «Космос» // Косм. Биол. 1984. № 1.С. 65-66.
26. Ильин Е.А., Новиков В.Е. Стенд для моделирования физиологических эффектов невесомости в лабораторных условиях //
27. Косм. биол. мед. 1980. - Т. 14, № 3. - С. 79-80.
28. Кантен М., Жене Ж. Сердце как эндокринная железа // В мире науки.
29. Катунян П.И., Романов B.C. Морфологические изменения миокарда при многочасовом воздействии ускорений // Косм.биология. -1971. №3.- С. 82-83.
30. Коваленко Е.А. Основные методы моделирования биологических эффектов невесомости // Косм. биол. мед. 1977. - Т. 11, №4. - С. 3-9.
31. Колесникова Н.В., Шорникова М.В., Ченцов Ю.С. Анализ митохондриальной системы в кардиомиоцитах правого желудочка сердца крыс в условиях гипокинезии // Вестник Моск. Ун-та. Сер. Биология, -1998. -№ 3. С. 9-14.
32. Котовская А.Р., Вартбаронов P.A. Длительные линейные ускорения // Космическая биология и медицина. М.: Наука. 1997. Т.З, Книга 2. Человек в космическом полете. - Глава 13. - С. 10-67.
33. Котовская А.Р., Краснов И.Б., Шипов A.A. Основные результаты экспериментов с длительным вращением крыс применительно к проблеме ИСТ // Косм. биол. мед. 1985. - № 4. - С. 5357.
34. Котовская А.Р., Шипов A.A., Виль-Вильямс И.Ф. Медико-биологические аспекты проблемы создания искусственной силы тяжести.- М.: Изд. Фирма "Слово", 1996. 204 с.
35. Краснов И.Б., Носова Е.А. Активность Ca, Mg -АТФ-азы миозина в миокарде крыс после 30-суточного воздействия силы тяжести в 1.1 и 2.0 G // Косм. биол. авиакосм. мед. 1987. - № 5. - С. 72-73.
36. Краснов И.Б., Поляков И.В., Дробышев В.И. Влияние космического полета и вывешивания в антиортостатическом положении на систему "мотонейрон-глия-капилляр" спинного мозга крыс // Авиакосм. экол. мед. 1993. - Т. 27, № 1. - С. 38-42.
37. Краснов И.Б., Красников Г.В., Чельная H.A. Влияние прерывистого воздействия гипергравитации на клетки пуркинье мозжечка вывешеных крыс // авиакосмическая и экологическая медицина. 2009. - Т. 43. № 3. - С. 39-43.
38. Кротов В.П., Титов A.A., Коваленко Е.А., Богомолов В.В., Стажадзе JI.JI., Мосенко В.П. Изменения водно-солевого обмена при длительной гипокинезии в антиортостатическом положении // Косм, биол. мед. 1977.-Т. И, № 1.-С. 32-37.
39. Куприянов В.В., Петрухин В.Г. Влияние гравитационных перегрузок на систему микроциркуляции // Архив анат. гист. эмбр. 1971. - Т. 61, № 11.- С. 17-30.
40. Лаврова Е.А., Наточин Ю.В., Серова JI.B., Снеткова Е.В.
41. Содержание воды и электролитов в тканях крыс после полета на биоспутнике "Космос 2044" // Авиакосм. биол. экол.мед. - 1993. - Т.27, № 1.- С. 43-47.
42. Ленинджер А. Митохондрия. Молекулярные основы структуры и функции. М.: Мир, 1966. - 316 с.
43. Ленинджер А. Биохимия. Молекулярные основы структуры и функций клетки. М.: Мир, 1985, 957с.
44. Липина Т.В., Шорникова М.В., Ченцов Ю.С. "Реакция кардиомиоцитов и кровеносных капилляров левого желудочка сердца крыс на действие гипергравитации" // Доклады АН, 2002, т. 384, №4, с. 547-549.
45. Липина Т.В., Шорникова М.В., Ченцов Ю.С. "Морфометрический анализ кардиомиоцитов левого желудочка крыс при моделировании эффектов невесомости" // Доклады АН, 2003, т. 392. №2. с. 271-273.
46. Логинов В.И. Иммуноцитохимическое исследование функционального состояния С-клеток щитовидной железы крыс, экспанированных на биоспутнике "Космос 2044" // Авиакосм. биол. экол.мед. - 1993. - Т.27, № 2.- С. 71-76.
47. Меерсон Ф. 3. Адаптация, деадаптация и недостаточность сердца. -М.: Медицина, 1978. 344с.
48. Меерсон Ф.З, Адаптация, стресс и профилактика. М.: Наука 1981.
49. Меерсон Ф.З. Метаболизм и функция кардиомиоцита // Руководство по кардиологии. -М.: Медицина, 1982. Т. 1.- С. 112-142.
50. Меерсон Ф.З. Физиология адаптационных процессов. Руководство по физиологии. М.: Наука, 1986. - 635 с.
51. Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам. М.: Медицина, 1988. - 253 с.
52. Михайлов И.Б., Чухловина M.J1. Натрийуретические пептиды — биологически активные вещества // Эксперим. И клин. Фармакол. -1995. Т.58. - № 2 — С. 63-66.
53. Непомнящих JIM., Колесникова J1.B., Непомнящих Г.И. Тканевая организация миокарда крыс при гипокинезии (стереологическое исследование) // Архив анат. гистол. эмбриол. 1985. -Т. 88, № 1. - С. 57-62.
54. Непомнящих JIM., Лушникова Е.А., Непомнящих Г.И. Морфометрия и стереология гипертрофии сердца. Новосибирск, 1986. -301 с.
55. Непомнящих Л.М. Морфология важнейших общепатологических процессов в сердце. Новосибирск: Наука, 1991. -352 с.
56. Никогосова М.О., Кайфаджян М.А., Баринян С.Б., Акопян A.A. Изменения ультраструктуры и актиномиозинового комплекса кардиомиоцитов при экспериментальной гипергравитации // Бюлл. эксп. биол. и мед. 1991. - Т. 111, №4. - С. 417-420.
57. Оганов B.C., Скуратова С. А., Ширвинская М.А. Сократительные свойства мышечных волокон крыс при длительном действии ускорений +2Gz // Косм.биол. мед. 1985. - № 5. - С. 53-56.
58. Озернюк Н.Д. Рост и воспроизведение митохондрий. М.: Наука, 1978.-263 с.
59. Осадчий Л.И., Балуева Т.В., Сергеев И.В. Гемодинамическая структура антиортостатических реакций: сотношения механической активности сердца и артериального давления // Авиакосмическая и экологическая медицина — 1997. Т. 31. № 3 — С. 19-23.
60. Павлович Е.Р., Писцова Т.В., Федосеев В.А. Сравнительный количественый анализ соединительно-тканного компонента рабочего миокарда правого предсердия и левого желудочка сердца интактной крысы // Современные наукоемкие технологии. 2007. - № 5 - С. 73-74
61. Панасюк E.H., Скакун JI.H. Активация перекисного окисления липидов в печени при гипокинезии и предупреждение ее антиоксидантами // Косм. биол. мед. -1985. № 1. - С. 48-52.
62. Парин В.В., Меерсон Ф.З. Очерки клинической физиологии кровообращения . М.: Медицина, 1965. - 500с.
63. Пестов И.Д., Гератеволь 3. Дж. Невесомость // Основы космической биологии и медицины. М.: Наука. 1975. Т.2. Книга 1. - С. 324-369.
64. Плахута-Плакутина Г.И., Савина Е.А., Афонии Б.В. Состояние щитовидной железы и системы С-клеток при длительном вращении (морфобиохимическое исследование) // Косм. биол. мед. 1985. - Т. 19, № 5. - С. 54-67.
65. Погодина J1.C., Шорникова М.В., Ченцов Ю.С. Изменение митохондриома и межмитохондриальных контактов в кардиомиоцитах сердца крыс при адренергической стимуляции изопротеренолом // Известия РАН, серия биол. 2003. -№ 2. - С. 144-153.
66. Погодина J1.C., Шорникова М.В., Ченцов Ю.С. Адаптивные реакции секреторных кардиомиоцитов // Известия РАН, серия биол. -2004. -№ 1.-С. 8-20.
67. Полякова И.А. Структурные и функциональные изменения клеток культуры СПЭВ при действии ингибиторов энергетического метаболизма: Автореф. дис. . канд. биол. наук. М.: МГУ, 1991. - 24 с.
68. Полякова И.А., Шорникова М.В., Саморукова И.В., Ченцов Ю.С. Ультраструктура хондриома кардиомиоцитов крыс при клинической смерти и в постреанимационном периоде // Бюлл. эксп. биол. и мед. 1999. - Т. 127, №1. - С. 95-100.
69. Проценко Д. Д. Межмитохондриальные контакты кардиомиоцнтов в динамике различных патологических процессов в сердце: Автореф. дис. канд. биол. наук. М.: МГУ, 1996. - 23 с.
70. Розенблюм Д.Е. Некоторые закономерности действия ускорений на организм // Авиац. и косм, медицина: Мат. конф. Под ред. В.В. Ларина. Москва, 1963. - С. 425-426.
71. Рохленко К.Д., Мульдияров П.Я. Ультраструктура миокарда крыс, экспонированных на биоспутнике «космос-936» // Космичесая биология и авиокосмическая медицина. -1981.-Т15.№1.
72. Румянцев П.П. Кардиомиоциты // JL, Наука, 1982.
73. Савин Б.М. Роль нервной системы в реакциях организма на ускорения // Авиац. косм, медицина. Москва, 1963. - С. 426-429.
74. Саркисов Д.С., Втюрин Б.В. Электронно-микроскопический анализ повышения выносливости сердца. М.: Медицина, 1969. - 172 с.
75. Степанова В.В., Архипенко Ю.В., Попова И.А., Меерсон Ф.З. Транспорт Са2+ саркоплазматическим ретикулумом миокарда крыс при вывешивании в антиортостатическом положении и в период реадаптации // Бюлл. эксп. биол. мед.- 1994. № 12. - С. 596-599.
76. Серова JI.B. Изменение уровня гравитации как стрессор // Косм. биол. мед. 1977. - № 5. - С. 25-32.
77. Серова J1.B. История изучения физиологических эффектов невесомости // Онтогенез млекопитающих в невесомости. М.: Наука. 1988.-С. 7-26.
78. Серова JI.B. Гипергравитация и невесомость // Невесомость и приспособительные возможности млекопитающих. М., ИПГМ, 1996. -Глава 9. -С. 94-101.
79. Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран. М.: Наука, 1989. - 564 с.
80. Турчанинова В.Ф., Касьян И.И., Домрачева М.В. Реографические исследования в невесомости // Физиологическиеисследования в невесомости/ Под ред. Симонова П.В. И Касьяна И.И. -М., 1983. -с. 100-124.
81. Умнова М.М., Сээне Т.П., Краснов И.Б., Пехме А.Я. Ультраструктурные характеристики нервно-мышечных соединений после физических нагрузок // Цитология. 2000. - Т. 42, № 10. - С. 983-992.
82. Федоров Б.М., Голубчикова З.А. Ритм сердечной деятельности и аритмии сердца в длительных космических полетах. //Физиология человека. М.: «Мир». 1992.Т. 18. №6. С. 109-115.
83. Физиология кровообращения: Регуляция кровообращения. Л.:"Наука", 1986, 478 с.
84. Фролов В.Н., Краснов И.Б. Ультраструктурные основы адаптации миокарда крыс к работе в условиях измененной гравитационной силы // Космическая биология и авиакосм, медицина: 10-ая конф. Москва. 1994. - С. 154-155.
85. Циолковский К.Э. Исследование мировых пространств реактивными приборами // Собр. Соч. М.: Изд-во АН СССР. 1954. - Т.2. -С. 134-135.
86. Честухин В.В., Катков В.Е., Трошин А.З., Несветов В.Н., Петров А.А. Функция левого желудочка сердца и лёгочное кровообращение у здорового человека во время орот- и антиортостатической пробы // Кардиология. 1985. - Т. 21. № 5. - С. 6872.
87. Шаров В.Г., Иргашев Ш.Б., Мавриди Д.И., Могилевский Г.М. Особенности кальциевого повреждения кардиомиоцитов // Ультраструктура сердца. Ташкент: Медицина УзССр, 1988ю с. 53-62.
88. Шипов А. А. Искусственная гравитация // Человек в космическом полете. М.: Наука. - 1997, Книга 2. - С. 127-154.
89. Шорникова М.В. Межмитохондриальные контакты в системе митохондриома кардиомиоцитов в норме, при физиологических нагрузках и в патологии // Онтогенез. 2000. - № 6. - С.470-475.
90. Шубникова Е.А., Юрина Н.А., Гусев Н.Б., Балезина О.П., Большакова Г.Б. Мышечные ткани. / Под ред. Ченцова Ю.С. М.: Медицина. - 2001. 235-е.
91. Baranska W., Skopinski P., Kaplanski A. Morphometrical evaluation of myocardium from rats flown on biosatellite Cosmos-1887 // Mater. Med. Pol. 1990. - Vol. 22, no. 4. - P. 255-257.
92. Baranski S., Kujawa M. Stereological assay of the myocardium in rats kept in conditions of weightlessness and artificially produced gravitation //Acta Medica Polona. 1980. - Vol. 21, no.4. - P.291-292.
93. Barth E., Stammler G, Speiser В., Schaper J. Ultrastructural quantitation of mitochondria and myofilaments in cardiac muscle from 10 different animal species including man // J. Мої. Cell Cardiol. 1992. - Vol. 24.-P. 669-681.
94. Bianchi C., Gutkowska J., Thibault G. // Histochemistry.-1985. -Vol. 82. P. 441-452.
95. Cantin M., Genest J. The heart and The atrial natriuretic factor // Endocr. Rev. 1985. - Vol. 6, # 2. - P. 107-127.
96. Chen J., Zhang L.F., Han C., Yu G.S., Ma J. Modulation of myocardial alpha 1 but not beta-adrenoceptors after 90-day tail-suspension // J. Gravit. Physiol. - 1996. - Vol. 3 (1). - P. 57-62.
97. Desplanches D. Structural and functional adaptations of skeletalmuscle to weightlessness // Int. J. Sports Med. 1997. - Vol. 18. Suppl.4. - S. 259-264.
98. Dietz J.R. Release of natriureyic factor from rat heart-lung preparation by etrial distention // Am. J. Phisiol. 1984. V. 247. # 6 Pt. 2. P. 1093-1096.
99. Dong Q., Shen X., Chen J., Yang G., Meng J., Xiang Q. Effects of simulated weightlessness on erythrocyte deformability in rats // Space Med. Med. Eng. (Beijing). -1997. Vol. 10 (4). - P. 240-244.
100. Fagette S., Lo M., Gharib C., Gauquelin G. Cardiovascular variability and baroreceptor reflex sensitivity over a 14-day tail-suspension in rats // J. Appl. Physiol. 1995. - Vol. 78 (2). - P. 717-724.
101. Fareh J., Bayard B., Gabrion J., Thibault G., Oliver J., Bouille C., Gauquelin G., Gharib C. Cardiac and plasma atrial natriuretic peptide after 9-days hindlimb suspension in rats // J. Appl. Physiol. 1994. - V. 76, no.2. - P. 641-649.
102. Fine A., Egnor R., Phipott D.E., Morey E., Kato K., Miquel J., Black S. The effect of simulated weightlessness on heart ultrastructure and cyclic nucleotide metabolism // J. Cell. Biol. 1984. - Vol. 99. - P. 439A.
103. Frey M., von Kanel-Christen R., Stalder-Navarro V., Duke P.J., Weibel E.R., Hoppeler H. Effects of long-term hypergravity on muscle, heart and lung structure of mice // J. Comp. Physiol. B. 1997. - Vol.167. - P. 494501.
104. Gauer O.H., Thron H.L. Postural changes in the circulation // Handbook of Physiology, 1965, sec.2, Circulation, v.3, p.2409-2440.
105. Gharb C. , gauquelin G., Geelen G. Volume regular hormones during simulated weightlessness // Phisiologist. 1985. -Vol. 28, # 6. - P. 30
106. Goldstein M.A., Chen G. J., Schroeter J.P. The effects of increased gravity and microgravity on cardiac morphology // Aviat. Space Environ. Med. 1998. - Vol. 69 (6 Suppl). - P. 12-16.
107. Goldstein M.A., Edwards R.J., Schroeter J.P. Cardiac morphology after conditions of microgravity during COSMOS 2044 // J. Appl. Physiol. -1992,- Vol.73, No.2. Suppl. P. 94-100.
108. Janer L., Duke I. Effect of chronic centrifugation on mice // Physiologist. Suppl. 1984. - Vol. 27, No. 6. - P. 75-76.
109. Kunishima T. Ultrastructural and biochemical enzymatic properties of right ventricular muscles during hindlimb suspension in rats // Nippon Seirigaku Zasshi. 1993. - Vol. 55 (4). - P. 153-164.
110. Mao Q.W., Zhang L.F., Zhang L.N., Ma J. Ultrastructural changes of arterial wall from different body parts of rats during simulated weightlessness // Space Med. Med. Eng. (Beijing). 1999. - Vol. 12 (4). - P. 249-253.
111. Laughlin MH. An analysis of the risk of human cardiac damage during +Gz stress: a review // Aviat Space Environ Med. 1982. - Vol. 53 (5). -P. 423-431.
112. Laughlin MH. The effects of +Gz on the coronary circulation: a review //Aviat Space Environ Med. 1986. - Vol. 57 (1). - P. 5-16.
113. McDonald K.C., Delp M.D., Fitts R.H. Effect of hindlimb unweightening on tissue blood flow in the rat // J. Appl. Physiol. 1992. -Vol.72. -P.2210-2218.
114. Miyamoto Y., Shimazu H., Nakamura A. Plasma catecholamine and Cortisol concentrations during acceleration stress // Eur. J. Appl. Physiol.
115. Occup. Physiol. 1995. -Vol. 70(5). - P. 407-412.
116. Michel J.B. // Horm. Res. -1990- Vol. 34. #3-4 P. 166-168.
117. Musacchia X.I., Deavers D.R., Meninger G.A., Davis T.P. A model for hypokinesia: effects on muscle atrophy in the rat // J. Appl. Phys. Resp. Env. Physiol. 1980. - Vol.48. - P. 479-486.
118. Morey-Holton E. R., Wronski T.J. Animal models for simulating weightlessness // Physiologist. 1981. - Vol. 24. Suppl. - P. 45^8.
119. Nicogossan A.E., Parker J.F. Space physiology and medicine/ -Washington, 1982.
120. Overton J.M., Woodman C.R., Tipton C.M. Effect of hindlimb suspension on VO2 max and regional blood flow responses to exercise // J. Appl. Physiol. 1989. - Vol. 66 (2). - P. 653-659.
121. Oyama J., Chan L. Oxygen consumption and carbon dioxide production in rats during acute centrifugation stress and after adaptation to chronic centrifugation // Fed. Proc.- 1973. Vol. 32 (3). - P. 392
122. Palade G. The fine structure of mitochondria // Anat. Rec. 1952. -Vol. 114. - P. 427-452.
123. Philpott D.E., Kato K., Miquel J. Ultrastructural and cellular mechanisms in myocardial deconditioning in weightlessness // Advances Space Biol. Med. 1992. - Vol. 2. - P. 83-112.
124. Pitts G.C., Bull L.S., Oyama J. Effects of chronic centrifugation on body composition in the rat // Am. J. Physiol. 1972.- Vol. 223 (5). - P. 10441048.
125. Richardson D.R., Knapp C.F. Microvascular pressure responses of second-generation rats chronically exposed to 2G-centrifugation // Aviat. Space Environ. Med. 1977. - Vol. 48 (3). - P. 195-199.
126. Shellock F.G., Swan H.Y., Rubin S.A. Early central venous pressure changes in the rat during two different levels of head-down suspension //Aviat. Space Environ. Med. 1985. - Vol. 56. - P. 791-795.
127. Skulachev V.P. Mitochondrial filaments and clusters asintracellular power-transmitting cables // Trends in Biochem. Sciences. -2001.-Vol. 26(1).-P. 23-29.
128. Smith A.H. Enhancement of chronic acceleration tolerance by selection // Physiologist. Suppl. 1982. - Vol. 25 (6). - P85-86.
129. Sun Y., Huang L., Zhang Q., Yang G., Ma Y. Effect of tailsuspension on mitochondrial Ca2+ and Mg2+ and parameters of electron microscopic morphometry in rats' skeletal muscle // Space Med. Med. Eng. (Beijing). 1998. - Vol. 11 (4). - P. 298-300.
130. Tomaselli C.M., Kenney R.A., Frey M.A., Hoffler G.W. Cardiovascular dynamics during the initial period of head-down tilt // Aviat. Space Environ. Med., 1987, v.58,№l,p.3-8.
131. Thomason D.B., Anderson O 3rd., Menon V. Fractal analysis of cytoskeleton rearrangement in cardiac muscle during head-down tilt // J. Appl. Physiol. 1996. - Vol. 81 (4). - P. 1522-1527.
132. Thomason D.B., Herrick R.E, Surdyka D., Baldwin K.M. Time course of soleus muscle myosin expression during hindlimb suspension and recovery // J. Appl. Physiol. 1987. - Vol. 63 (1). - P. 130-137.
133. Tran C.C., Stephane J., Serrurier B., Bigard A.X., Guezennec C.Y. G-induced myocardium functional alterations are not related to structural changes in rat heart // Aviat Space Environ Med. 1996. - Vol. 67 (12). - P. 1170-1173.
134. Wu SD, Fan XL, Tang B, Chen MX. Effects of simulated weightlessness on ultrastructure of soleus muscle spindle in rats // Space Med. Med. Eng. (Beijing). 2002. - Vol. 15 (1). - P. 32-35.
135. Wu D.W., Shen X.Y., Dong Q., Wang S.P, Cheng Z.H., Zhang S.J. Effects of tail suspension on learning and memory of mice // Space Med. Med.
136. Eng. (Beijing).- 2000. Vol. 13 (4). - P. 244-248.
137. Yajid F., Mercier J.G., Mercier B.M., Dubouchaud H., Prefaut C. Effects of 4 week of hindlimb suspension on skeletal muscle mitochondrial respiration in rats // J. Appl. Physiol. 1998. - Vol. 84 (2). - P. 479-485.
138. Yang G., Cui W., Sun Y., Dong Q., Shen X., Wang T. Integrated regulation in response to simulated weightlessness // Space Med. Med. Eng. (Beijing). 1997. - Vol. 10(1). - P. 1-5.
139. Yu Z., Zhang L. Effects of simulated weightlessness on ultrastructures and oxygen supply and consumption of myocardium in rats // Space Med. Med. Eng. (Beijing). 1996. - Vol. 9 (4). - P. 261-266.
140. Yu Z., Zhang L. Adaptation of myocardial function to simulated weightlessness // Space Med. Med. Eng. (Beijing). 1997. - Vol. 10 (3). - P. 206-209.
141. Zhang L.F. Experimental studies on cardiovascular deconditioning effect of long-term simulated weightlessness in rats // Aviat. Space Env. Med. Abstracts of 66th Annual scientific meeting. 1995. - P.463.
142. Zhang H., Wang T., Chen J.H., Wen X.L., Zhong P., Song J.P. Effect of simulated weightlessness on the apoptosis of thymus cells in tail-suspended mice // Space Med. Med. Eng. (Beijing). 2001. - Vol. 14 (4). - P. 291-294.
-
Вареник, Евгения Николаевна
-
кандидата биологических наук
-
Москва, 2012
-
ВАК 03.03.04
- Принципы пейсмекерной организации предсердно-желудочкового соединений в сердце позвоночных
- Морфологическая характеристика реактивных изменений миокарда в условиях воздействия витамина A и хронического стресса
- Характеристика митохондриома кардиомиоцитов левого желудочка сердца крыс при гипергравитации и моделировании некоторых эффектов невесомости
- Ультраструктурный и морфометрический анализ кардиомиоцитов при действии циклофосфана и тритерпеноидов
- Морфофункциональные характеристики митохондрий кардиомиоцитов изолированных кусочков миокарда при инкубации в условиях гипоксии
