Возрастные изменения межклеточных взаимодействий гепатоцитов крыс и влияние на них мелатонина

• Автор: Беспятых, Анастасия Юрьевна
• Шифр специальности: 03.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение

Обзор литературы___________________ ;

Околочасовые ритмы •

1. Распространенность клеточных ритмов в природе. Разнообразие клеточных ритмов. Примеры
ритмов

2. Особенности околочасовых ритмов. Разные уровни околочасовых ритмов

3. Установление общего ритма клеточной популяции из ритмов отдельных клеток

4. Первичная культуратепатоцитов как модель межклеточных взаимодействий

5. Возрастные изменения в установлении межклеточной кооперации

6. Общий биохимический механизм установления межклеточной кооперации
Мелатонин
1. Биосинтез и секреция мелатонина
2. Инактивация мелатонина
3. Рецепторы мелатонина у млекопитающих
4. Способы передачи сигнала от рецепторов мелатонина
5. Биоритмологические свойства мелатонина
6. Антиоксидантные свойства мелатонина
7. Иммуномодуляторная функция мелатонина
8. Возрастные изменения продукции мелатонина
9. Влияние мелатонина на процесс старения
Изменение различных физиологических параметров печени при старении организма
Передача сигналов в клетку. Кальций как вторичный мессенджер
1. Общая информация
2. Частота кальциевых сигналов
3. Особенности частотно-кодируемых Са21"-сигналов в печени
4. Межклеточные волны Са2+ в перфузируемой печени
5. Регуляция мелатонином межклеточных взаимодействий в культуре гепатоцитов
6. Нарушения передачи сигналов с помощью ионов кальция при старении - кальций в
поджелудочной железе
Объекты и методы исследования
1. Объект исследования
2. Получение культуры гепатоцитов
3. Исследование кинетики синтеза белка по включению :!H-лeйцинaJ
4. Исследование динамики уровня ионов кальция в культуре гепатоцитов
5. Влияние мелатонина на синхронизацию ритма синтеза белка и динамику уровня ионов кальция в
культуре гепатоцитов
6. Определение метаболической активности печени по уровню экспрессии эстрогенсульфотрансферазы
1) Выделение тотальной РНК
2) Определение концентрации тотРНК в пробе.
3) Синтез кДНК
- 4) Конструирование праймеров
5) Нормировка кДНК библиотек
6) Полимеразная цепная реакция. '
7) Секвенированне
7. Статистическая обработка результатов
Результаты исследования и их обсуждение
1. Влияние мелатонина на степень синхронизации синтеза белка в первичной культуре гепатоцитов крыс
2. Влияние мелатонина на синхронизацию синтеза белка в культуре гепатоцитов старых крыс _
3. Влияние мелатонина на синхронизацию динамики ионов кальция в культуре гепатоцитов
молодых крыс
4. Влияние мелатонина на синхронизацию динамики изменения уровня ионов кальция в плотной
культуре гепатоцитов старых крыс

5. Исследование влияния долговременного введения мелатонина старым крысам на синхронизацию
динамики ионов кальция в культурах их гепатоцитов
6. Влияние долговременного введения мелатонина на экспрессию эстрогенсульфотрансферазы в
печени старых крыс
Заключение
Выводы
Список литературы
Приложение

Введение
В настоящее время существует ряд гипотез и теорий, объясняющих причины и механизмы; старения. Обилие таких' теорий'' связано с тем, что на; данном этапе геронтология, находится в периоде интенсивного накопления; фактов и анализа причин затухания функций организма.
Сведения о природе старения позволяют предположить, что среди старческих-изменений? существенна потеря интегративных свойств системами организма разного уровня? и, прежде всего, клеточными; популяциями; Поэтому в нашей' работе; мы. обратились к изучению возрастных изменений организма на. уровне: межклеточных взаимодействий.
Степень кооперации клеток в популяции является отражением межклеточных взаимодействия составляющих ее клеток. Для изучения межклеточных взаимодействий Вс.Я. Бродским с сотрудниками был разработан метод оценки клеточной кооперации по ритму синтеза белка в первичной культуре гепатоцитов крысы (Brodsky et ak, 1992, 2000). Известно, что нативная печень эффективно , функционирует в изменяющихся, условиях только благодаря совокупности происходящих в ней локальных синхронных процессов, и именно поэтому она1 • может служить удобным объектом исследования механизмов, осугцествляющих'временную организацию биологической системы.
Было показано, что синтез белка в-такой культуре не происходит хаотически, а представляет собой сложный колебательный процесс с периодом; около 30-60 мин, т.е. околочасовой ритм* причем выраженность усредненного ритма в клеточной популяции зависит от степени' синхронизации клеток, т.е; от состояния межклеточных взаимодействий в популяции.(Brodsky et al., 2004).
На синхронизацию околочасовых ритмов; синтеза белка, влияет изменение концентрации Са’1 в клетках (Бродский и др., 2006). Также известно. , что изменение концентрации Са2+ может быть вызвано действием мелатонина (Sjoblom et al;, 2003). Существуют данные, указывающие на геропротекторную ■ роль гормона мелатонина -временного организатора онтогенеза. Поэтому было бы интересно установить, не связана ли его гсропротекторная роль в том числе и с регуляцией степени кооперацииклеток.
В соответствии с этим, целью нашей работы, является: исследование влияния мелатонина на возрастные изменения кооперативных свойств и метаболических показателей,гепатоцитов;

гормонов (эстрогенов, тестостерона и прогестерона) (Lerchl A., 2002). У животных пинеальный мелатонин регулирует метаболизм кальция и фосфора путем стимуляции паращитовидных желез и ингибирования секреции кальцитонина и простагландинов

[ (Ravindra et al., 2006).

8. Возрастные изменения продукции мелатонина
I С возрастом наблюдается снижение функциональной активности эпифиза у крыс и
! человека (Анисимов, 2004а).
Дневной уровень мелатонина в сыворотке крови снижается у здоровых людей,

, начиная с раннего детского возраста и до глубокой-старости (Анисимов, 2004а). Ночной
подъем мелатонина в крови у лиц пожилого возраста менее выражен, чем у молодых людей. В детском возрасте, около 7 лет, секреция мелатонина оказывается наиболее высокой, в период созревания она снижается, особенно в период наступления половой зрелости. В исследованиях на людях бьшо установлено, что с возрастом снижается как концентрация в ночные часы в крови мелатонина, так и экскреция с мочой- его основного метаболита 6-сульфатоксимелатонина (Sack et al., 1986). Подчеркивается, что постепенное снижение содержания мелатонина при старении организма не вызвано кальцификацией | железы, как это предполагали ранее, а является следствием уменьшения адренергической
4 иннервации и количества ß-адрснергических рецепторов на поверхности пинеалоцитов,
1 что и уменьшает их общее число и метаболическую активность (Touitou> et al.,1994;
Touitou, 1996, 2001; Touitou et al., 1997).
Снижение функциональной активности эпифиза с возрастом выявлено также у животных разных видов: крыс, хомячков, песчанок (Бондаренко, 1991). Ночной уровень мелатонина, серотонина, 5-оксииндолилуксусной кислоты, норадреналина и дофамина в эпифизах 18-месячных самцов крыс был снижен по сравнению с 8-недельными животными (Tang et al.,1985). Изучение содержания мелатонина и мелатонин-ацетилтрансферазы в эпифизах самок крыс в возрасте 2, 12 и 29 месяцев днем (в 16 ч),
, вечером (в 23 ч) и ночью (в 1 ч) показало, что дневной уровень мелатонин-

ацетилтрансферазы в эпифизах крыс с возрастом не изменяется (Reiter et al., 1981).

Однако ночью он существенно меньше у животных старшей возрастной группы. Авторы отметили существенное угнетение циркадного ритма мелатонина у старых крыс.
Л.А. Бондаренко (1991) исследовала содержание в эпифизе серотонина, N-ацетилсеротонина, мелатонина, 5-метокситриптамина, 5-ОИУК и 5-МОИУК у самцов крыс Вистар в возрасте от 1 до 36 месяцев. Серотонин и все продукты его обмена обнаружены в эпифизе уже у неполовозрелых крысят. В период полового созревания