Диссертация (1151316), страница 42
Текст из файла (страница 42)
В зрелойнервнойсистемепролиферацияимиграцияастроцитовможетрассматриваться как один из возможных механизмов, реализация которогообеспечивает функционирование организма в неблагоприятных условиях.Полученные в ходе проведенных исследований данные позволяютутверждать, что ионы металлов и органические ксенобиотики оказываютсущественноевлияниенаметаболизмглиальныхпромежуточныхфиламентов и кальций-связывающего протеина S100β у животных разныхтаксонов.Изученныеособенностигенерацииастроцит-специфическихпротеинов (белок S100β, ГФКБ) в головном мозге позвоночных, даютоснованияутверждать,чтоинтоксикацияксенобиотикамивызываетответные молекулярные перестройки клеток астроглии, в ходе которых нафоне увеличения синтеза цитоскелетного ГФКБ происходит достоверныйрост содержания цитозольного кальций-связывающего протеина S100β и егополипептидных фрагментов. Впервые показано то, что характер этихизменений обусловлен не только интенсивностью, но и продолжительностьюдействия повреждающего фактора.
Исследование особенностей генерациинейроспецифичных белков значительно расширяет представление об ихфункциях в норме и при восстановлении повреждений.Таким образом, цитоскелетные перестройки можно рассматривать какморфологическую основу ответа астроцитов на повреждение. Возможно,стабильность именно фибрилизованих белков промежуточных филаментовпридает относительно высокую резистентность клеткам нервной ткани, а ихспособность к перестройке лежит в основе поддержки пластическихизменениймежклеточныхвзаимодействийвЦНСизапускает267компенсаторные механизмы при патологии.
Результаты работы показывают,что экспрессия ГФКБ тесно связана с модуляцией ключевых биохимическихсвойств астроцитов, ассоциированных с их репарационными возможностями,и подтверждают важную роль астроглиальных клеток в обеспеченииспецифических функций ЦНС.Полученныеастроглиальныхданныедаютпромежуточныхоснованияфиламентоврассматриватьнетольковаппараткачествепассивного механического интегратора внутриклеточного пространства, но ив качестве активного модулятора клеточных процессов и функций,способногоадекватноотвечатьнанеблагоприятныевоздействия.Обнаруженная соразмерность экспрессии нейроспецифических белков ивоздействия неблагоприятных факторов в сочетании со способностью клетокквосстановлениюповрежденийпозволяетпредположитьналичиеопределенных динамических перестроек при взаимодействии клеток нервнойсистемы позвоночных.
Характерные изменения специфичных для глиальныхклетокпротеиновуказываютнасуществованиеобщихмеханизмовклеточного и функционального ответа нервной ткани животных на действиеповреждающих факторов различной химической природы.Измененияэкспрессиивышеупомянутыхспецифическихбелковотражают структурные молекулярные повреждения нервной ткани, которыесопровождаются не только ухудшением нервных функций, но и выступают вкачестве индуктора клеточного ответа, направленного на восстановлениефункциональной способности клеток и нервной системы в целом.Необходимо подчеркнуть особое значение обратных связей, которыевозникают в ходе регуляции клеточного ответа и играют важную роль вподдержании равновесного стационарного состояния нервной ткани придействии токсикантов (рис. 2.103).Определениеинтенсивностиастроглиоза,содержанияисоставаполипептидных фрагментов ГФКБ и протеина S100β, а также показателей268оксидативного стресса может служить в качестве достоверного показателяналичия биологических нарушений в организме животных разных таксонов.Выявление особенностей молекулярных биомаркеров нервной тканиживотных и разработка способов определения степени неблагоприятногобиологическогопозволяетдействияадекватноповреждениямсовременныхоценитьпромышленныхинтенсивностьмолекулярныхструктур,загрязнителейпроцессов,ведущихобусловливающихкдинамикунарушений на базовых уровнях биологической организации организмов – отбиохимических до популяционных изменений.ОКСИДАТИВНЫЙСТРЕССувеличение в астроцитахвнутриклеточнойконцентрации Са2+перестройкапромежуточных филаментовастроцитовгенерацияцитоплазматическогопротеина S100βгенерацияцитоскелетного ГФКБи его дериватови его дериватовВОССТАНОВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙСПОСОБНОСТИ КЛЕТОК НЕРВНОЙ ТКАНИРис.
2.103 Механизм индукции клеточного ответа нейроглии в условияхзагрязнения среды обитания животныхСпрактическойточкизренияиспользованиеданногоподходапредоставляет возможность судить об обратимости повреждающих эффектовна ранних стадиях, возможности биосистем к репарации органическихповреждений и разработать меры эффективного восстановления функций ижизнеспособности как отдельных поврежденных клеток, так и организма,популяций и биотопов животных.269Принимая во внимание то, что все протекающие в живых организмахпроцессыосновываютсянабиохимическихреакциях,измененияполипептидного состава ГФКБ в головном мозге животных, выявленные уразличных возрастных групп при воздействии промышленных поллютантов,свидетельствуют о реактивном астроглиальном ответе и активном участииастроцитовврепаративныхпроцессах.Определениеинтенсивностиастроглиоза, содержания и состава полипептидных фрагментов ГФКБ ипротеина S100β, а также показателей оксидативного стресса можетиспользоваться в качестве валидного показателя метаболических нарушенийв организме животных разных таксонов.Повышенное содержание ионов металлов и синтетических органическихксенобиотиков является следствием неблагоприятных антропогенных итехногенных воздействий на природную среду.
Вместе с кормамиксенобиотики постоянно попадают в организм продуктивных животных, адалее практически во все объекты биоценоза – от микроорганизмов домлекопитающих [586]. Использование иммуномодуляторов природногопроисхожденияпозволяетподдерживатьиммунныемеханизмынеспецифической резистентности у поросят в ранний период онтогенеза. Впервую очередь, посредством “мягкой” модуляции числа подготовленных киммунному ответу лейкоцитов и повышению их бактерицидной активности.Анализ процессов, индуцированных в головном мозге животных разныхтаксонов промышленными поллютантами, указывает на характерныенарушения молекулярных механизмов нервной ткани [587].
Наиболеезначительные изменения экспрессии нейроспецифических белков выявленыв мозге молодых неполовозрелых особей, свидетельствующие о болеевысокой чувствительности нервной ткани к действию ксенобиотиков вранние периоды развития животных. В этой группе особей выявлено такженаиболее интенсивное возрастание активности ферментов антиоксидантнойзащиты, что отражает более высокую эффективность их приспособления кусловиям внешней среды [588]. В тоже время у особей старшего возраста270признаки оксидативного стресса проявляются в большей степени, чем уособей других возрастных групп.
Такие изменения метаболизма, возможно,связаны с характерной для всех позвоночных особенностью возрастныхнарушений динамического равновесия между повреждениями и репарациеймембран митохондрий [535, 536]. Результаты комплексного исследованиядают основания утверждать, что ферментная система антиоксидантнойзащиты является необъемлемой составляющей адаптивного потенциалаорганизма в условиях интоксикации животных [561, 589]. Адекватнымответомастроцитовнаокислительныйстрессявляетсяувеличениеэкспрессии таких нейроглиальных маркеров, как цитоскелетный ГФКБ ицитозольный кальций-связывающий протеин S100β, сопровождающеесяпоявлением значительного количества полипептидных фрагментов этихбелков [590, 591].
Полученные данные подтверждают валидность глиальныхнейроспецифических биомаркеров и являются весомым аргументом в пользутого, что они могут использоваться для адекватной характеристикисостояния животных в условиях хронического загрязнения среды обитанияпромышленнымиполлютантами.Применениеприродногоиммуномодулирующего препарата из бактериальных стенок лактобациллможет быть предложено в качестве одного из возможных путей дляэффективного формирования постнатальных адаптационных механизмовиммунной защиты новорожденных поросят.Исходя из вышеизложенного, сделаны следующие выводы:1.Выявлены особенности экспрессии и состава нейроспецифическихбелков глии головного мозга животных разных таксонов (грызунов,различных видов рыб, речных и морских двустворчатых моллюсков) вприсутствии ионов металлов и органических ксенобиотиков.
Возрастаниепоказателей астроглиоза в процессе онтогенеза ассоциировано с действиемэкотоксикантов различной химической природы.2712.Астроглиальная реактивация в мозге рыб при воздействии ионовалюминия зависит от их возраста. В мозге взрослых половозрелых рыбразных видов ионы алюминия вызывают экспрессию ГФКБ и протеина S100β(всреднемна89%дифференциациюи76%астроцитов.соответственно),Наиболеепролиферациюзначительнаяиастроглиальнаяреактивность выявлена в клетках мозга молодых половозрелых особей, гдеколичествобелковыхмаркеровпревышалоаналогичныепоказателинеполовозрелых особей и особей старше 5 лет в среднем на 19% и 89%соответственно, что указывает на наиболее интенсивную метаболическуюактивность астроцитов в данный период.3.В мозге взрослых половозрелых животных разных таксонов хроническаяинтоксикация ионами свинца вызывает астроглиоз, на который указываетвозрастание содержания ГФКБ и протеина S100β в среднем на 73% и 65%соответственно,атакжеастроглиальныхпромежуточныхнеполовозрелых животныхактивациюпротеолитическойфиламентов.Вдеградациимозгемолодыхсодержание белковых маркеров астроглиизависит от продолжительности свинцовой интоксикации и возрастаетотносительно контрольных значений на 113-119%.4.Ионы тяжелых металлов (кадмий, свинец) индуцируют в различныхотделахголовногомозгабифуркационные изменениякрысразногофиламентнойвозрастаформыГФКБ.достоверныеПоказателиастроглиоза на ранних этапах постнатального развития имеют более высокиезначения по сравнению со зрелым мозгом.
Наиболее существенноеуменьшение фГФКБ выявлено в коре больших полушарий, мозжечке игиппокампе особей старших возрастных групп – в среднем на 67%, 71% и76% соответственно (по сравнению с контролем), что свидетельствует оснижении интенсивности ответных реакций астроцитов с возрастом.2725.В мозге взрослых половозрелых особей бычка-песочника (Neogobiusfluviatilis) комплексное воздействие промышленных загрязнителей в бухтеКерченская индуцирует характерные признаки астроглиоза, возрастаниесодержания ГФКБ и протеина S100β (на 115% и 92% соответственно)относительно контрольных значений.6.В мозге взрослых половозрелых рыб разных видов комплексноезагрязнение отходами металлургического производства вызывает активациюэкспрессии нейроспецифических белков ГФКБ и протеина S100β (в среднемна72%и54%соответственно),атакжестимулируетпроцессыпротеолитической деградации глиальных промежуточных филаментов.7.Органические поллютанты (хлорбензол, ПАГ, мазут, органическиерастворители) индуцируют в головном мозге взрослых половозрелыхживотных разных таксонов сходный с ионами металлов астроглиоз, ростэкспрессии ГФКБ и протеина S100β (в среднем на 98%, 73%, 84%, 128% и69%, 78%, 120%, 109% соответственно).
Интенсивность ответной экспрессииГФКБ и протеина S100β в мозге животных ассоциирована с периодамипостнатальногоразвития.Максимальныйростсодержаниябелковыхмаркеров выявлен в головном мозге молодых неполовозрелых особей – всреднем на 113% и 76% выше контрольных значений.8.В мозге животных разных таксонов всех экспериментальных групп(крыс, рыб, моллюсков) выявлено характерное увеличение показателейоксидативного стресса и активности антиоксидантной системы от 52% до82%,чтоуказываетнаважнуюрольметаболическихнарушенийокислительно-восстановительного баланса при генерации и утилизацииреактивных соединений кислорода.9.Сравнительный анализ токсических эффектов ионов металлов иорганических ксенобиотиков свидетельствует о наличии характерной273защитной реакции клеток мозга – астроглиального ответа, направленного накомпенсацию повреждений поллютантами различной химической природы.10.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
