Морфофункциональные характеристики эритроцитов Scorpaena Porcus L. в условиях гипоксии : эксперименты in vitro

• Автор: Андреева, Александра Юрьевна
• Шифр специальности: 03.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ОСНОВНЫЕ ПУТИ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА И КЛЕТОЧНЫХ СИСТЕМ ГИДРОБИОНТОВ К ГИПОКСИИ И АНОКСИИ

1.1. Поведение и гипоксия

1. 2. Физиологические адаптации

1.3. Метаболические адаптации

1.4. Реакции клеточных систем гидробионтов

на гипоксию

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

2.1.Отлов, транспортировка и содержание материала

2.2. Отбор проб крови

2.3. Приготовление эритроцитарных взвесей
2.4. Моделирование гипоксических условий (эксперименты in vitro)
2.5. Цитометрический анализ
2.6. Морфометрический анализ
2.7. Статистический анализ результатов
3. МЕТОД ПРИЖИЗНЕННОЙ ЦИТОМОРФОМЕТРИИ ЯДЕРНЫХ ЭРИТРОЦИТОВ РЫБ
3.1. Разработка метода прижизненной морфометрии ядерных эритроцитов
3.2. Результаты применения метода прижизненной морфометрии клеток
3.3. Метод прижизненной цитоморфометрии ядерньгх эритроцитов рыб (лабораторный регламент)
4. МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭРИТРОЦИТОВ
В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГИПОКСИИ
4.1. Характеристика эритроцитарной массы исходных образцов крови
4.2. Геометрические характеристики эритроцитов в условиях гипоксии
4.3. Геометрические характеристики ядер эритроцитов в условиях гипоксии
4.4. Обсуждение результатов исследований
5. ЦИТОФЛЮОРИМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СУСПЕНЗИЙ ЭРИТРОЦИТОВ
В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГИПОКСИИ
5.1. Родамин
5.2. Диацетат флуоресцеина
5.3. ЬУВЯ Огееп
5.4. Пропидиум йодид (Р1)
5.5. Обсуждение результатов исследования
6. ПРЯМОЕ И БОКОВОЕ РАССЕЯНИЕ НЕОКРАШЕННЫХ СУСПЕНЗИЙ
ЭРИТРОЦИТОВ
6.1. Прямое и боковое рассеяние
неокрашенных суспензий эритроцитов
6.2. Обсуждение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы
Гипоксические акватории широко представлены в шельфовой зоне Мирового океана (oxygen-minimum zones или OMZ) (Levin, 2002: Middelburg, Levin, 2009; Gewin, 2010). Основными причинами их формирования являются низкая скорость диффузии кислорода в воде и ограничение процессов водообмена (Duncombe-Rae et al., 1999; Joyce, 2000). Особый интерес для изучения представляют организмы образующие здесь устойчивые экосистемы, общим свойством для всех трофических уровней которых является толерантность к экстремальным формам гипоксии (концентрация кислорода менее 1 мг л"1) (Fenchel, Finlay, 1995; Levin, 2002; Stoeck et al., 2003; El Albani et al., 2010; Danovaro et al., 2010).
Известно, что кислород выполняет функцию акцептора электронов в дыхательной цепи митохондрий клеток и тем самым определяет энергетический статус клеток, тканей и организма в целом. Поэтому основное внимание исследователей при изучении толерантных к гипоксии форм жизни сосредоточено на биоэнергетических процессах. Установлено, что у гидробионтов обитающих в зонах кислородного экстремума наблюдается существенная реорганизация метаболических процессов, направленная на оптимизацию энергетических трат организма (Hochachka, Somero, 2002; Gewin, 2010). В тканях повышается содержание аланина и сукцината, как конечных продуктов, что не свойственно аэробному обмену (Van Waarde, 1988), усиливается продукция NH^ (ShulDman, Love, 1999; Chew et al., 2005), растет активность аланин- и аспартатаминотрансфераз (Owen, Hochachka, 1974), активизируются процессы переаминирования аминокислот (глутамата, аланина) (Mommsen et al., 1980). Показано также, что ферментативные системы цикла Кребса могут быть задействованы в анаэробных процессах генерации энергии (Van Waarde, 1988), а

наиболее распространенным у них энергетическим субстратом (Pesquero et al., 1994; Sephton et al., 1991; Wanga et al., 1999; Soengas, Moon, 1995). Однако имеется и ряд отличий. Так, карп (Cyprinw caipiö) и желтый окунь (Perea flavescens) используют молочную кислоту в процессах окислительного фосфорилирования (Pesquero et al., 1994; Soengas, Moon, 1995; Tiihonen, Nikinmaa, 1991). Имеются данные, что эритроциты некоторых видов рыб активно утилизируют монокарбоновые кислоты (пируват) и аминокислоты плазмы крови (глутаминовая кислота, изолейцин и др.) в качестве субстратов аэробного обмена (Tiihonen, Nikinmaa, 1991; Wanga et al., 1999; Pesquero et al., 1994). Подобное разнообразие свидетельствует о чрезвычайной пластичности костистых рыб в приспособлении к различным условиям среды.
Общим свойством гемоглобинов позвоночных, в том числе и гемоглобинов рыб, является чувствительность к воздействию органических фосфатов: при связывании с молекулой белка они вызывают уменьшение его сродства к кислороду (Jensen et al., 1998). В течение 20-го столетия было проведено значительное количество исследований по идентификации и содержанию органических фосфатов в красных клетках крови рыб. Оказалось, что для большинства видов рыб доминирующим органическим фосфатом в эритроцитах является АТР. Данное соединение обнаруживается в равной степени, как у древних таксонов, так и у филогенетически более молодых видов рыб (Val et al., 1998; Bartlett, 1982). Достаточно широко распространен и GTP (гуанозинтрифосфат) (Marcon et al., 1999; Johansen et al., 1976; Val, 1994). Гораздо реже встречаются виды, у которых доминирующими органическими фосфатами эритроцитов являются 141ТР (инозитолпентафосфат) и 2,3-ДФГ (2,3-дифосфоглицерат) (Val, 1993; Borgese, Nagel, 1978). Степень воздействия органических фосфатов на способность гемоглобина связывать кислород распределяется следующим образом: ИПР> GTP>ATP> 2,3-ДФГ (Gillen, Riggs, 1971; Val, Almeida-Val, 1995). Интересно, что уровни GTP в целом выше, чем АТР у рыб, обитающих в условиях гипоксии. Известно также, что уровень АТР, как правило, превышает концентрацию GTP у морских видов рыб (Filho et al., 1992).
Выброс катехоламинов в кровь при гипоксии приводит не только к изменению сродства гемоглобина к кислороду (Wood et al., 1990; Roig et al., 1997), но и к усилению