Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.

Изучение динамики развития асцитной гепатомы Зайделя

Материалы по биологии и химии / Исследование системы гомеостаза железа и развития окислительного стресса методами математического моделирования / Изучение динамики развития асцитной гепатомы Зайделя

Страница 1

Для изучения динамики системы гомеостаза железа в целом при развитии ОС был поставлен эксперимент по измерению ряда параметров в ходе развития окислительного стресса. Экспериментальная работа была проведена на базе Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (г. Пущино) в Секторе функциональной биохимии под руководством канд. биол. наук Ю. Шаталина. В качестве объекта исследования выбрана асцитная гепатома Зайделя. Развитие данной опухоли ассоциировано с нарушением окислительно-восстановительного баланса в плазме крови и асците у крыс (в плазме наблюдается состояние окислительного стресса, тогда как в опухоли высок уровень веществ-антиоксидантов), предположительно вызванным нарушением метаболизма железа. Помимо этого у крыс с данной патологией наблюдается дисбаланс распределения жидкости и компонентов антиоксидантной системы в организме.

Развитие опухоли в организме, как правило, ассоциировано с развитием реакции неспецифического иммунного ответа. В частности следует ожидать изменение численности, активности и локализации эффекторных клеток. Знание соотношения между опухолевыми и эффекторными клетками необходимо для оценки интенсивности иммунной реакции на рост опухоли. Поэтому была исследована динамика количества опухолевых клеток, ПМЯЛ в крови и макрофагов в зоне роста опухоли. Соответствующие графики представлены на Рис.9

. При развитии опухоли наблюдается увеличение концентрации опухолевых клеток с максимальной скоростью роста на 4-7 сутки. Процесс роста числа опухолевых клеток сопровождается увеличением объема асцитной жидкости, который может достигать 90-100 мл. Как видно на Рис. 9

, развитие опухоли сопровождается увеличением количества ПМЯЛ примерно в 7 раз, а концентрация макрофагов в зоне роста опухоли достигает максимума на третьи сутки, после чего монотонно снижается. Следует отметить, что снижение концентрации макрофагов вызвано интенсивным увеличением объема асцитной жидкости. Подобное изменение числа ПМЯЛ в крови и макрофагов в зоне роста опухоли говорит о развитии иммунной реакции организма.

Рисунок 9.

Динамика физиологических параметров при развитии асцитной гипатомы Зайделя.

Для оценки динамики развития окислительного стресса во время роста асцитной опухоли была измерена АФК генерирующая активность ПМЯЛ в крови и скорость наработки АФК в асцитной жидкости хемилюминесцентным методом. На Рис.9

показано, что АФК генерирующая активность ПМЯЛ к 12-м суткам увеличивается в 7-8 раз, что в совокупности с увеличением количества ПМЯЛ говорит о развитии окислительного стресса в крови животных. В то же время, с развитием гепатомы, скорость наработки АФК в зоне роста опухоли постепенно снижается.

В плазме крови большая часть ионов железа находится в комплексе с белком трансферрином, защищающим организм от образования высокотоксичных радикалов по реакции Фентона. Для понимания роли системы гомеостаза железа в процессе развития асцитной гепатомы Зайделя была изучена динамика трансферрина в плазме крови и асцитной жидкости иммунноферментным методом. На Рис.9

показано, что уровень трансферрина в плазме крови животных в процессе развития опухоли снижается в 2.5-3 раза, тогда как в асцитной жидкости наблюдается рост концентрации трансферрина.

В совокупности эти данные указывают на противоположность процессов, происходящих в крови и асците животных. В крови наблюдается усиление процессов генерации АФК за счет активации и увеличения количества ПМЯЛ и уменьшение концентрации белка антиоксидантной защиты организма - трансферрина, в предыдущих работах также было зафиксировано уменьшение концентраций низкомолекулярных антиоксидантов, таких как α-токоферол и мочевая кислота. В противоположность этому, в зоне роста опухоли наблюдается снижение скорости наработки АФК, падение концентрации макрофагов и усиление антиоксидантной защиты. Такая разнонаправленность отчасти может быть объяснена перераспределением жидкости и пассивным транспортом веществ из крови в асцит.

Для проверки этой гипотезы была создана математическая модель пассивного переноса веществ из крови в асцит с током жидкости. Схема модели представлена на Рис.10

. Она состоит из двух компартментов: плазма крови и асцит, между которыми осуществляется ток жидкости с тем, чтобы объем асцита соответствовал наблюдаемым значениям. Вместе с током жидкости из плазмы крови в асцит осуществляется перенос веществ, предсказание концентраций которых является одной из подзадач данной работы.

Рисунок 10.

Схема модели пассивного переноса веществ-антиоксидантов из плазмы крови в асцитную жидкость (ОС - окислительный стресс).