90514 (Активність ферментів енергетичного обміну ембріональних трансплантатів), страница 2

Морфо-функціональні особливості ембріональних трансплантатів зберігаються обмежений проміжок часу, а відтак пересаджені тканини поступово заміщуються сполучною чи жировою тканиною.

Характеристика процесів енергозабезпечення ембріональних тканин і клітин. Встановлено, що гліколіз найбільш інтенсивно протікає в ембріональній очеревині. Серед досліджуваних ембріональних об’єктів для ембріональної очеревини характерна висока активність ЛДГ (рис. 1) і значний вміст пірувату та лактату.

Активність ферментів циклу трикарбонових кислот (ЦТК) є найвищою в ембріональних остеобластах. Показники активності цитоплазматичної малатдегідрогенази (МДГ (ц)) (42,74±3,28 мкмоль НАДН/хв · мг білка) та мітохондріальної малатдегідрогенази (МДГ(м)) (38,93 ± 5,64 мкмоль НАДН/хв · мг білка) перевищують показники активності цих ферментів, які складають відповідно 30,7 ± 2,1 та 40,67 ± 2,74 мкмоль НАДН/хв · мг білка у досліджуваних препаратах ембріональної очеревини; відповідно 24,13 ± 2,22 та 23,65 ± 1,85 мкмоль НАДН/хв · мг білка у препаратах ембріональної шкіри.

Для ембріональної шкіри характерна висока (порівняно з іншими ембріональними об’єктами) активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (Гл-6-фДГ).

Для ембріональної очеревини, на відміну від ембріональної шкіри, притаманні вищі показники активності ферментів, що може характеризувати процеси як гліколізу, так і ЦТК при незначній активності глюкозо-6-фосфатдегідрогенази - регуляторного ферменту пентозофосфатного шляху. Оскільки ембріональна очеревина - мало диференційована тканина, то, імовірно, високі потенційні можливості реалізуються в подальшій диференціації тканини. Підвищення активності ферментів гліколізу та ЦТК в ембріональних остеобластах може бути пояснена значною енергоємністю пластичних процесів, що протікають в ембріональній кістці (розвиток і ріст кісткової тканини потребують великих енергетичних витрат).

Особливості енергозабезпечення ембріональних тканин після трансплантації. Протікання метаболічних процесів у препаратах тонкої кишки після ентеротомії в ранньому післяопераційному періоді супроводжується значним підвищенням активності ферментів ЦТК – на 3-ю добу активність МДГ(ц) зростає в середньому в 8,5 раза, МДГ(м) - у 3 рази та сукцинатдегідрогенази (СДГ) майже у в 2 рази (рис. 3, 4).

Одночасно, майже в 4 рази зменшується кількість пірувату та падає рівень лактату. Активність лактатдегідрогенази достовірно зростає, і становить 28,98 ± 1,44 мкмоль НАДН/хв^.мг білка (р≤0,05). При цьому активність Гл-6-фДГ – ферменту окислювальної стадії пентозофосфатного шляху значно знижується впродовж 7-и днів після ентеротомії.

На 7-у добу після операції, за умов розвитку адаптаційно-компенсаторних реакцій спрямованих на поступове відновлення метаболізму клітини, рівень показників, що характеризують активність МДГ, повертається до вихідних величин. Водночас активність СДГ, ЛДГ та Гл- 6- фДГ - на 14-ту добу після операції перевищує контрольні значення.

При дослідженні показників енергообміну ембріональних шкіри, очеревини та остеобластів після алотрансплантації зрілому реціпієнту встановлено, що на третю добу після трансплантації ембріональної очеревини в пересадженій тканині знижується активність ЛДГ (у середньому на 33%), зменшується вміст метаболітів гліколізу (пірувату, лактату в тканині та крові), що може свідчити про інгібування процесів анаеробного гліколізу. Активність МДГ(м) знижується (у середньому на 49%) відносно вихідних показників ембріональної тканини, та відносно контрольних показників тонкої кишки (у середньому на 23%), активність МДГ(ц) зменшується відносно вихідної активності інтактної ембріональної тканини (у середньому на 46%), а активність СДГ достовірно зростає.

У перші три доби в умовах раннього післяопераційного періоду, за вираженої тканинної ішемії, активуються біосинтетичні процеси – спостерігається зростання (відносно вихідної активності інтактної ембріональної тканини), у середньому майже у 2 рази активності Гл- 6- ФДГ.

Через тиждень після алотрансплантації рівень досліджуваних показників енергообміну пересадженої тканини відповідає показникам притаманним для інтактної ембріональної очеревини.

Таким чином, протягом 7-ми діб, незважаючи на явища тканинної ішемії, які мали місце в ранньому післяопераційному періоді, відновилася її вихідна функціональна активність.

На третю добу після алотрансплантаціі ембріональної шкіри зменшується активність ферментів ЦТК, водночас зменшується, порівняно з інтактною ембріональною тканиною, (у середньому на 20%) активність ЛДГ, рівень пірувату залишається без змін, що характеризує стан тканинної ішемії.

Через тиждень після трансплантації ембріональної шкіри спостерігається подібна (як і для ембріональної очеревини) динаміка в змінах активності ферментів ЦТК; одночасно зростає рівень пірувату та лактату в крові. Проте, зміни у величинах досліджуваних показників менш виражені в порівнянні з ембріональною очеревиною.

У пізніші терміни спостереження зміни показників гліколізу, циклу трикарбонових кислот, пентозофосфатного шляху характеризуються подібністю: зростання на 7-му, з наступним зменшенням на 14-ту добу.

Через місяць після трансплантації ембріональних тканин, характерно наступне: кількість пірувату й лактату в тканині стабілізується й утримується на одному рівні, хоча показники дещо нижчі від контрольних показників тонкої кишки. У той же час активність ЛДГ змінюється – незначно зростає на 30-ту добу, падає на 60-ту й знову зростає на 90-ту добу спостереження (рис. 8). Регенераційні процеси, як і більшість метаболічних процесів у біологічних системах, мають фазовий характер.

Одночасно спостерігається ініціювання циклу трикарбонових кислот, активність ферментів якого зростає.

Встановлена динаміка змін досліджуваних показників характеризує особливості метаболізму, які виникають у зв'язку з морфологічною трансформацією пересаджених тканин, і, мабуть, втратою ними характерних для ембріональних тканин як структурних, так і метаболічних особливостей.

Особливості метаболічних процесів вільно алотрансплантованих ембріональних остеобластів. При вільній алотрансплантації ембріональних остеобластів пересаджені клітини опиняються в ситуації зумовленій ізольованістю трансплантата від оточуючих тканин, оскільки реваскуляризація неокістки здійснюється кістковою тканиною реціпієнта. Відсутність повноцінного судинного зв’язку з оточуючою тканиною визначає, по-перше, певну незалежність метаболічних процесів, по-друге, тканинну ішемію трансплантованих клітин.

У перші дні після трансплантації, спостерігається відносна стабільність активності ЛДГ (22,35 ± 6,01 мкмоль НАДН/хв · мг білка) порівняно з вихідним рівнем (26,14 ± 1,15 мкмоль НАДН/хв · мг білка).

Водночас, у ранньому післяопераційному періоді, спостерігається значне зменшення активності ферментів циклу трикарбонових кислот: МДГ (ц) у середньому більш аніж у 2 рази, МДГ (м) майже у 2 рази, сукцинатдегідрогенази — у 1,6 раза.

На сьому добу післяопераційного періоду в середньому в 2,5 раза зростає активність МДГ (ц), хоча й не досягає величин вихідних показників, і, що особливо важливо, СДГ (в середньому на 20%). Відомо, що активність СДГ зростає в екстремальних умовах, коли є необхідним продукування великої кількості енергії за короткий час. Завдяки зростанню активності ферментів циклу Кребса покращується енергозабезпечення репараційних процесів.

На 14-ту добу після алотрансплантації активність усіх досліджуваних ферментів порівняно з вихідними контрольними показниками значно зменшується: ЛДГ — у середньому 2,6 раза, МДГ(ц) — у 2,8 раза, МДГ(м) — у 5 разів, СДГ — у 3 рази, що може бути пояснене зменшенням енергетичних та пластичних потреб у зв’язку з відповідною морфологічною перебудовою трансплантованих остеобластів.

Активність Гл-6-ФДГ на третій день післяопераційного періоду зберігається практично на рівні вихідного показника, у той же час активність кислої фосфатази (КФ) — зменшується. Тобто, біосинтетичні процеси протікають на рівні характерному для інтактних ембріональних клітин, а деструктивні процеси є мінімальними. Через 7 діб після трансплантації активність Гл-6-ФДГ значно зростає при подальшому падінні активності КФ, що свідчить про високий рівень перебігу репаративних процесів.

Оцінка протікання процесів енергетичного забезпечення трансплантованих ембріональних тканин та клітин проведена на основі факторного аналізу. Виконано аналіз числових характеристик біохімічних показників, сформовано кореляційні матриці відповідно до термінів спостережень, проведено розрахунки для головних факторів з найбільшим відсотковим та нагромадженим вкладом та визначено їх зв’язки з окремими досліджуваними біохімічними показниками.

Встановлено, що для ембріональних тканин характерним є поєднання двох різних типів енергозабезпечення, які умовно можна назвати «ембріональний тип енергообміну» (характеризується кореляційним зв’зком з активністю Гл-6-ФДГ (r = 0,72), вмістом лактату (r = 0,93) і пірувату (r = 0,83), та «зрілий тип енергообміну» (характеризується кореляційним зв’язком з ЛДГ (r = 0,87), МДГ(ц) (r = 0,96) та МДГ(м) (r = 0,97), що притаманно для зрілого організму).

Проведений аналіз дозволяє стверджувати, що протікання метаболічних процесів у інтактних ембріональних тканинах характеризується середньою інтенсивністю (f) — -1 +1.

Вихідна інтенсивність «ембріонального типу енергообміну» є вищою ніж інтенсивність «енергообміну за зрілим типом» є вищою в обох інтактних ембріональних тканинах. У ранньому післяопераційному періоді інтенсивність протікання метаболічних процесів за обома типами зменшується в препаратах ембріональної очеревини удвічі. У препаратах ембріональної шкіри інтенсивність «енергобміну за зрілим типом» зменшується у 4,5 раза, інтенсивність «ембріонального типу енергообміну» у середньому на 60%. На 7-му добу після трансплантації інтенсивність «ембріонального типу енергообміну» у дослідженнях ембріональної очеревини зростає на 60% відносно вихідної. Відірваність ембріональної очеревини від організму донора, умови тканинної ішемії дезорганізують структурно-функціональні взаємозв’язки пересадженої тканини й зумовлюють її повернення до більш ранніх, у філогенетичному сенсі, форм метаболічної організації.

Водночас, у препаратах ембріональної шкіри починає помітно зростати роль «енергообміну за зрілим типом», його інтенсивність порівняно з вихідним показником зростає в середньому на 67%. Достатньо висока інтенсивність «ембріонального типу енергообміну» (у межах середніх величин) спостерігається впродовж всього терміну спостереження як для препаратів ембріональної очеревини, так і для препаратів ембріональної шкіри. Через місяць після трансплантації ембріональних тканин основним стає «зрілий тип енергообміну». Інтенсивність його у препаратах ембріональної шкіри та очеревини у 3,6 раза та відповідно — 2,3 раза перевищують інтенсивність «ембріонального типу енергообміну» на 60-ий день після трансплантації.

На третю добу після трансплантації ембріональних остеобластів інтенсивність протікання метаболічних процесів за обома типами енергообміну як і у дослідженнях трансплантованих ембріональних тканин зменшується: інтенсивність «ембріонального типу енергообміну», у середньому, на 50%, а інтенсивність «енергообміну за зрілим типом», у середньому, на 100%.

На сьому добу інтенсивність протікання метаболічних процесів за обома типами енергообміну практично не змінюється, залишаючись у межах середніх величин. На 14–ту добу інтенсивність перебігу процесів «енергообміну за зрілим типом» у 2 рази переважає інтенсивність перебігу процесів за «ембріональним типом енергообміну».

Аналіз динамічної активності різних метаболічних ланцюгів енергообміну ембріональних тканин та клітин не може бути повноцінним без інтерпретації одержаних результатів з урахуванням функціонально-морфологічної характеристики об’єктів дослідження та визначення співвідношень метаболізму трансплантата й реціпієнта.

У ембріональній шкірі є всі структурні елементи, притаманні тканині зрілого організму, включно з додатками шкіри, і вона є завершеною за гісто-морфологічними характеристиками тканиною, трансплантат ембріональних остеобластів є лише конгломератом проліферативно активних ембріональних клітин. Ембріональна ж очеревина займає проміжну позицію, оскільки її основними структурними компонентами є сполучнотканинні елементи, зрілість яких і в дорослому організмі мінімальна.

Таким чином, за рівнем розвитку, структурною зрілістю, функціональною активністю об’єкти трансплантації можуть бути розміщені в класифікаційній шкалі від найнижчого рівня до найвищого в такому порядку: ембріональні остеобласти — ембріональна очеревина — ембріональна шкіра. Найбільш «зрілою» тканиною є ембріональна шкіра, а «юними» — ембріональні остеобласти.

Цим, очевидно, можна пояснити різну інтенсивність протікання метаболічних процесів енергозабезпечення до і після трансплантації в ембріональній шкірі, очеревині та остеобластах.

Паралельне співіснування й активне функціонування різних метаболічних шляхів енергозабезпечення в трансплантованих ембріональних тканинах та клітинах на пізніх етапах спостереження при наявності повноцінного судинного зв’язку з організмом дорослого реціпієнта свідчить про певну автономність та відсутність прямої метаболічної індукції обмінних процесів ембріональних трансплантатів з боку тканини зрілого організму. Визначальною, у даній ситуації, є поступова морфологічна трансформація трансплантатів, яка зумовлює утворення зрілої тканини з одночасним переходом на метаболізм зрілого організму.

Висновки

У дисертаційній роботі проведено дослідження процесів енергозабезпечення препаратів ембріональних очеревини, шкіри й остеобластів до та після алотрансплантації зрілому реціпієнту.

Дослідження активності ферментів енергообміну ембріональних тканинах і клітин показало, що для ембріональної очеревини характерна найвища активність ЛДГ (39,94±3,18 мкмоль НАДН/хв ^. мг білка); для ембріональної шкіри характерна найнижча активність ЛДГ (22,86±0,76 мкмоль НАДН/хв ^. мг білка) та найвища активність Гл-6-фДГ (2,17±0,238 нмоль НАДФН/хв ^. мг білка); ембріональним остеобластам притаманна найвища серед усіх досліджуваних ембріональних об’єктів активність МДГ(ц) (42,74±3,28 мкмоль НАДН/хв ^. мг білка).

Встановлено, що досліджувані ембріональні тканини й клітини характеризуються специфічністю протікання процесів енергообміну, яка визначається їх структурною диференціацією, функціональною активністю та рівнем розвитку.

Показано, що з третьої доби після вільної алотрансплантації відбувається морфологічна трансформація пересаджених тканин, які в кінці терміну спостереження (6 місяців) мають вигляд тонкого прошарку сполучної або жирової тканини.

Встановлене зниження активності ферментів енергообміну досліджуваних ембріональних трансплантатів на третю добу після алотрансплантації, зумовлене явищами тканинної ішемії.