Міністерство охорони здоров’я України

Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького

Мазур Оксана Євгенівна

УДК: 616-001.4-089.843-032:611-013.395

ОСОБЛИВОСТІ ЕНЕРГетичного ТА пластичного обміну ЕМБРІОНАЛЬНИХ ТКАНИН та КЛІТИН У фізіологічНИХ УМОВАХ ТА УМОВАХ МЕТАБОЛІЧНОГО СЕРЕДОВИЩА ЗРІЛОГО ОРГАНІЗМУ

14.03.03 - Нормальна фізіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата медичних наук

Львів - 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Львівському національному медичному університеті імені Данила Галицького МОЗ України.

Науковий керівник:

доктор медичних наук, професор

Скляров Олександр Якович

Львівський державний медичний університет

імені Данила Галицького МОЗ України,

завідувач кафедри біологічної хімії

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор

Вадзюк Степан Несторович,

Тернопільська медична академія імені І.Я. Горбачевського,

МОЗ України,

завідувач кафедри нормальної фізіології

доктор медичних наук, професор

Турчин Іван Семенович, заступник керівника по науці Координаційного центру трансплантації органів, тканин і клітин МОЗ України, м. Київ

Провідна установа:

Дніпропетровська державна медична академія МОЗ України

Захист відбудеться “8” жовтня 2003 р. о 11 год.

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.600.03 у Львівському національному медичному університеті імені Данила Галицького МОЗ України, за адресою: 79010, м. Львів, вул. Пекарська, 52.

З дисертацією можна ознайомитися у Науковій бібліотеці Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького МОЗ України (79000, м. Львів, вул. Січових Стрільців, 6)

Автореферат розісланий “6” вересня 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Федорів Я.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Проблема раневої репарації та зв’язаної з нею тканинної регенерації є однією з ключових у практичній медицині. Регенераторні процеси не лише забезпечують відновлення дефекту тканин при їх пошкодженні, але і є структурною основою по-си-лен-ня ті-єї чи ін-шої фун-кції тка-ни-ни чи клі-ти-ни (Tiboni G. M., Bucciarelli T., Amicarelli F., 1997). У зв’яз-ку з цим ін-тен-сив-ність і ха-рак-тер ре-ге-не-ра-цій-них про-це-сів сут-тє-во впли-ва-ють на ре-зис-тен-тність ор-га-ніз-му. Од-ним зі шля-хів впли-ву на ре-ге-не-ра-цію є змі-на енер-ге-тич-но-го ме-та-бо-ліз-му в тка-ни-ні в ці-ло-му й на рів-ні ор-га-ніз-му (Backstrom S., Khatchadourian C., Joly C., Menezo Y., 1996, Le Bras S., 1998, Lequarre A. S., Grisart B., Moreau B., 1997). Відомо, що тран-сплан-та-ція ембріональних тканин може викори-стовуватись для сти-му-ля-ції ре-ге-не-ра-ції, тран-сплан-товані тка-нини ство-рю-ють мо-дель (кар-кас) для ре-ге-не-ра-цій-них про-це-сів (Азо-лов В. В., Дмит-ри-ев Г. И., 1989, Peacock E. E., Van Win-kle W., 1970). Тка-нини ем-брі-о-на здат-ні впли-ва-ти на ін-ші й виз-на-чи-ти нап-ря-мок їх роз-вит-ку, продукуючи ін-дук-то-ри – ре-чо-ви-ни, які спри-я-ють ре-а-лі-за-ції прог-рам ди-фе-рен-ці-ю-ван-ня клі-тин (С. И. Ери-не-ев и др., 1993, Smoak I. W., 1997).

Таким чином, вивчення метаболізму ембріональних тканин та клітин має під собою подвійне підгрунтя – з однієї сторони це дослідження особливостей енергетичного й пластичного обміну ембріональних тканин і клітин, а з іншого – це відповідь на замовлення практичної медицини, яке полягає у визначенні метаболічних взаємовідносин ембріональних транс-плантатів та тканин зрілого реципієнта.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема кандидатської дисертації затверджена на засіданні Вченої Ради медичного факультету № 1 Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького МОЗ України 14.04.1998 року, протокол № 6. Дисертаційна робота є фрагментом наукової роботи кафедри факуль-тетської хірургії ЛНМУ “Вивчити ступінь операційного ризику в абдо-мінальній хірургії з метою попередження ускладнень” (№ державної реєстрації ВН. 21. 00. 000189).

Метою роботи було провести порівняльну характеристику метаболічних процесів різних ембріональних тканин на основі вивчення особливостей енергетичного та пластичного обміну ембріональних тканин і клітин у фізіологічних умовах та після алотрансплантації зрілому реципієнту.

Завдання дослідження:

1.

2.

3.

4.

Об’єкт дослідження: енергетичний та пластичний обмін ембріональної очеревини, шкіри та остеобластів у звичайних умовах та після трансплантації зрілому реципієнту.

Предмет дослідження: активність ферментів гліколізу, циклу Кребса, пентозофосфатного циклу, метаболітів окисно-відновних реакцій ембріональної очеревини, шкіри та остеобластів у звичайних умовах та після трансплантації зрілому реципієнту.

Методи дослідження. Статевозрілим неінбредним самцям кролів пересаджувалися клапті шкіри та м’язово-очеревинного пласту (котрий надалі умовно називали очеревиною) двотижневого ембріона на незашиту рану тонкої кишки та ембріональні остеобласти в кісткову рану. У подальшому досліджувалися зміни енергетичного та пластичного обміну в ембріональних трансплантатах шляхом визначення активності ферментів циклу Кребса (ЦТК), пентозофосфатного шляху (ПФШ), гліколізу та вмісту субстратів окисно-відновних реакцій. Морфологічні зміни в ембріональних трансплантатах оцінювали за результатами гістологічних досліджень.

На-у-ко-ва но-виз-на одержаних результатів. Вперше на ос-но-ві дос-лід-жен-ня показників гліколізу, циклу трикарбонових кислот, пентозофосфатного циклу ембріональної очеревини, шкіри та ембріональних остеобластів у звичайних умо-вах та після алотрансплантації зрілому реципієнту встановлено, що метаболізм ембріональних тканин має специфічні, особливі риси, які визначаються морфологічною структурою тканини, її організацією, ступенем диференціації. У роботі показано, що для ембріональних тканин та клітин характерні різні метаболічні процеси, активність яких залежить від структурних змін, функціональної актив-ності та рівня розвитку тканини. На основі отриманих результатів доведено, що метаболізм вільно трансплантованих ембріональних тканин є незалежним від метаболічних змін оточуючих тканин зрі-лого реципієнта. Встановлено, що ем-брі-о-наль-ні тка-нини ха-рак-те-ри-зу-ють-ся відмінною ди-на-міч-ною спрямованіс-тю ме-та-бо-ліч-них процесів піс-ля вільної алотран-сплан-та-ції зрілому реципієнту, і їх адаптивні можливості до метаболічних умов дорослого організму залежні від морфологічної зрілості тканини.

Практичне значення отриманих результатів. Вперше об-грун-то-ва-но зас-то-су-ван-ня віль-ної алот-ран-сплан-та-ції ем-брі-о-наль-них тка-нин для ак-тив-ної без-по-се-ред-ньої ко-рек-ції про-це-сів ре-па-ра-ції ран з ме-тою під-ви-щен-ня на-дій-нос-ті та ефек-тив-нос-ті їх-ньо-го за-го-єн-ня. Наукова новизна й практична значимість дослідження підтверджена патеном на винахід України (Патент 6755, Україна, МКВ 5 А61В 17/00, А61К 35/00) „Спосіб перитонізації кукси дванадцятипалої кишки”.

Дані дисертаційної робо-ти впро-ваджені в навчальний процес на кафедрах нормальної фізіології, біохімії, факультетської хірургії Львівського національного медично-го університету. Результати роботи також впро-вад-же-ні в клінічну практику хірургічних відділів Львівської обласної клі-нічної лікарні.

Особистий внесок здобувача. Здобувач виконала забір та попередню обробку клітинного та тканинного експериментального матеріалу, провела усі лабораторні біохімічні дослідження. Здобувач провела статистичний ана-ліз результатів до-сліджень на персональному комп’ютері за до-по-мо-гою па-ке-ту прик-лад-них прог-рам STATGRAFICS, узагальнила отримані результати, є співавтором одного патенту України. Разом з доцентом кафедри гістології та ембріології к. мед. н. Вишемірською Л.Д. провела клініко-морфологічне об-сте-ження оперо-ва-них тварин.

Апробація результатів дисертації. Дисертаційна робота обговорювалась на спіль--но-му засіданні співробітників кафедри факультет-ської хірургії та кафедри фізіології Львівсько-го національного медуніверситету, матеріали дисертації доповідались на XVIII з’їзді Європейського товариства штучних органів (Відень, 1991), на IV кон-гресі світової феде-рації українських лікарських товариств (Харків, 1992), на 1 національному конгресі анатомів, гістологів, ембріологів та топографоанатомів України (Івано-Франківськ, 1994), на I (XVII) з’їзді хірургів України (Львів, 1994), на VII Українському біохімічному з’їзді (Київ, 1997).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 18 робіт, з них 3 статті у фахових наукових журналах, один патент на винахід України, 7 у збірниках наукових праць, 7 у матеріалах і тезах конференцій.

Об’єм і структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, матеріалів та методів досліджень, 4 розділів власних досліджень, аналізу та узагальнення отриманих результатів, висновків, списку використаних літературних джерел, що містить 160 найменувань, з них – 98 кирилицею і 62 латиною, і додатків. Матеріали дисертаційної роботи викладені на 135 сторінках машинописного тексту, ілюстровані 48 таблицями, 29 рисунками та 14 світлинами.

Основний ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи досліджень. Вивчення енергообміну та біосинтезу сегменту тонкої кишки, в межах якого виконана ентеротомія й трансплантація ембріональних тканин, проведено на 110 кролях, яких розділено на 4 групи.

Першій групі тварин (28 кролів) виконано аллотрансплантацію ембріональної очеревини, другій (28 кролів) - аллотрансплантацію ембріональної шкіри. Кожній тварині пересаджено 3 клапті ембріональної тканини на незашиту рану тонкої кишки за загальноприйнятою методикою.

Окремі дві групи (контрольні) склали тварини, в яких досліджували процеси енергообміну та біосинтезу в звичайних умовах (12 кролів), та після контрольної ентеротомії, виконаної за прийнятою методикою з однорядним швом рани кишки (12 кролів). 30 кролям пересаджено ембріональні остеобласти в кісткову рану.

Методика ентеротомії. Тварини оперовані під комбінованим дом’язовим наркозом. Вико-ну-вали повздовжню ентеротомію на протязі 1,5 - 2,0 см. Рану кишки або залишали відкритою, або заши-ва-ли вузловими серозно-м’язовими однорядними повздовжніми швами (prolen 6.0).

Методика трансплантації ембріональних тканин і клітин. Донорами служили ембріони самки кроля кінця другого – початку третього тижня вагітності. З черевної стінки ембріона сепарували клапті шкіри та м’язово-очеревинного пласту, котрий у подальшому умовно називали очеревиною. Клапті діаметром 1,5 - 2,0 см фіксували швами поверх рани тонкої кишки.

Для виділення остеобластів використовували росткові зони трубчатих кісток кінцівок трьохтижневого ембріона кроля. Під мікроскопом МБІ-6 при чотирьохразовому збільшенні в умовах темного поля локалізували росткові зони кісток і висікали їх. Одержаний матеріал гомогенізували. Для одномоментної трансплантації використовували 200 - 300 мг клітинної суспензії.

Виділення мітохондріальної та цитоплазматичної фракції тканини здійснювали за методикою диференціального центрифугування Джонсона і Ларді (1967).

Ак-тив-ніс-ть лак-тат-де-гід-ро-ге-на-зи (ЛДГ, к. ф.1.1.1.27), ма-лат-де-гід-ро-ге-на-зи (МДГ, к. ф.1.1.1.37), глю-ко-зо-6-фос-фат-де-гід-ро-ге-на-зи (Гл-6-ФДГ, к. ф.1.1.1.49) виз-на-ча-ли за швид-кіс-тю окис-лен-ня або від-нов-лен-ня ні-ко-ти-на-мід-них ко-фер-мен-тів, яку ре-єс-тру-ва-ли спек-тро-фо-то-мет-ром СФ-26 че-рез кож-ні 30 сек впродовж 3 хв за змен-шен-ням ве-ли-чи-ни оп-тич-ної щіль-нос-ті при дов-жи-ні хви-лі 340 нм та об'є-мі ін-ку-ба-цій-но-го се-ре-до-ви-ща 3 мл.

Ак-тив-ніс-ть сук-ци-нат-де-гід-ро-ге-на-зи (СДГ, к.ф.1.3.99) вираховували за змен-шен-ням кіль-кос-ті фер-рі-ці-а-ні-ду, який зна-хо-дить-ся в сте-хі-о-мет-рич-но-му від-но-шен-ні 2 : 1 до змен-шен-ня сук-ци-на-ту, в хо-ді фер-мен-та-тив-ної ре-ак-ції й виз-на-ча-ли спек-тро-фо-то-мет-рич-но при дов-жи-ні хви-лі 420 нм.

Виз-на-чен-ня кіль-кос-ті пі-ро-ви-ног-рад-ної кис-ло-ти в тка-ни-нах здійснювали за ме-то-дом Цо-ка і Лам-прех-та (1970).

Рі-вень мо-лоч-ної кис-ло-ти в тка-ни-нах виз-на-ча-ли за ме-то-дом Хо-хор-ста (1970).

Виз-на-чен-ня ак-тив-нос-ті кис-лої фос-фа-та-зи про-во-ди-ли стан-дар-тни-ми на-бо-ра-ми ре-ак-ти-вів „Ла-хе-ма” (ЧССР).

Гістологічні препарати забарвлювали гематоксилін-еозином за загальноприйнятою методикою й вивчали під світловим мікро-скопом.

Статистичний ана-ліз виконали на персональному комп’ю-тері за до-по-мо-гою па-ке-ту прик-лад-них прог-рам STAT-ICS зі застосуванням різних варіантів статистичної обробки матеріалу (у тому числі факторний і кластерний аналіз).

Результати досліджень та їх обговорення

Морфологічна характеристика вільно алотрансплантованих ембріональ-них тканин. Внас-лі-док тран-сплан-та-ції ем-брі-о-наль-них тка-нин в ор-га-ніз-мі ре-ци-пі-єн-та ви-ни-кає ре-ак-ція на тран-с--план-та-т, однак вона маловиражена й перебігає дуже по-віль-но. Імунна реакція на транс-плантацію ембріо-наль--них тканин не має ха-рактерних ознак реакції відторгнення транс-плантата, ін-тен---сивність її не залежить від виду пересад-женої тка-нини, мор-фологічними проявами її є лімфоїдна інфільтрація пересадженої тканини з повнокрів’ям судин.

Після тран-сплан-тації ембріо-нальна очеревина з третьої до-би на-бу-ває спо-луч-нотка-нин-ної бу-до-ви. У деяких ви-пад-ках і са-ма лат-ка, і ме-зо-те-лій, що її пок-ри-ває, від-ша-ро-ву-ють-ся ма-сив-ни-ми кро-во-ви-ли-ва-ми, однак збері-гають життєздатність та функціональну активність. Проте вже до кін--ця 2-го тиж-ня спос-те-ре-жен-ня констатовано очи-щен-ня тка-ни-ни лат--ки, ос-нов-на ма-са якої скла-да-єть-ся з пов-нок-ров-ної спо-луч-ної тка-ни-ни з еле-мен-та-ми вог-ни-ще-вої лім-фо-їд-ної ін-філь-тра-ції. У тран-сплан-та--ті з ча-сом спос-те-рі-га-єть-ся змен-шен-ня кіль-кос-ті лім-фо-їд-них еле-мен-тів та пов-нок-ров’я. На-при-кін-ці 3-го мі-ся-ця тран-сплан-това-на лат-ка змен--шу-єть-ся до ледь помітної смуж-ки й побудована зі спо-луч-ної та про--шар-ку жи-ро-вої тка----ни--ни, час-тко-во з’єд-на-ної зі стін-кою киш-ки. ????? ?????, ? ?????? ???? ????? ?????????????? ???????????? ????????? ???????????? ?????-?????-??? ???????????? ?????? - ???? ????????? ??????? ???-?????-????????? ??????.

У ви-пад-ку тран-сплан-та-ції ем-брі-о-наль-ної шкі-ри тран-сплан-тат з ран-ніх тер-мі-нів спос-те-ре-жен-ня має бу-до-ву, що в ці-ло-му від-по-ві-дає бу-до-ві шкі-ри – зро-го-ві-лий епі-телій, во-ло-ся-ні фо-лі-ку-ли. Спо-луч-нотка-нин-на ос-но-ва пересадженої шкіри по-бу-до-ва-на з мо-ло-дої гра-ну-ля-цій-ної тка-ни-ни. Ха-рак-тер-ни-ми є кро-во-ви-ли-ви, лім-фо-їд-на ін-філь-тра-ція.

До кін-ця 2-го тиж-ня піс-ля-о-пе-ра-цій-но-го пе-рі-о-ду пов-нок-ров-на, ба--га-та на клі-ти-ни фіб-роб-лас-тич-но-го ря-ду спо-луч-нотка-нин-на ос-но--ва тран-сплан-та-та зрос-та-ється з кишкою. На про-тя-зі всьо-го ча-су піс-ля опе-ра-ції спос-те-рі-га-ють-ся пос-лі-дов-ні оз-на-ки очи-щен-ня спо-луч-ної тка-ни-ни трансплантата, ба-га-тої на клі--ти-ни фіб-роб-лас-тич-но-го ря-ду від лей-ко-ци-тар-ної та ерит-ро-ци-тар-ної ін-філь-тра-ції, пе-рет-во-рен-ня за-чат-ків і сфор-мо-ва-них во-ло-ся-них фо-лі-ку-лів у дріб-ні ро-го-ві кісти. Че-рез 6 мі-ся-ців піс-ля пе-ре-сад-ки лат-ка має виг-ляд тон-ко-го про-шар-ку пов-нок-ров-ної спо-луч-ної тка-ни-ни або пов-ніс-тю за-мі-щу-єть-ся жи-ро-вою тка-ни-ною.

Морфо-функціональні особливості ембріональних трансплан-та-тів зберігались обмежений проміжок часу, а відтак пересаджені тка-нини поступово заміщувалися сполучною чи жировою тканиною. Пухлинної трансформації в жодному випадку не спостерігали.

Порівняльна характеристика процесів енергообміну та біосинтезу ембріональних тканин і клітин. Для всіх спостережень метаболічних процесів ембріональних тка-нин та клітин характерним є висока активність енергообміну, а ін-тенсивність біосинтетичних процесів визначається ступенем диференці-ації об'єкту дослідження.

Активність гліколізу відповідає диференційованості клітинної маси – процеси гліколізу найбільш інтенсивно протікають в ембріональній очеревині, диферен-ціація якої найменш виражена. Для ембріональної очеревини характерний дуже високий показник лактатдегідрогенази й високий рівень показників пірувату та лактату, найниж-чі показники – у ембріональних остеобластах.

Інтенсивність циклу трикарбонових кислот є найвищою в дослід-женнях ембріональних остеобластів – рівень активності ферментів ма-лат-дегідрогеназного човникового механізму значимо перевищує по-каз-ни-ки досліджень ембріональної очеревини, які займають другу пози-цію в шкалі порівняльної характеристики активності ЦТК.

Однак, якщо в енергетичному забезпеченні остеобластів домінує малатдегі-дрогеназний чов-нико-вий механізм, то процеси енерго-обміну ембріональної очеревини в основному забезпе-чуються активова-ним гліколізом та сукцинат-дегідрогеназним окисленням.

Показ-ники активності глюкозо-6-фосфатдегідрогенази для досліджень ембріональної очере-вини та остеобластів корелюють з показниками енергообміну. Дуже висока активність Гл-6-ФДГ ембріональної шкіри пояснюється доміну-ван-ням пентозофосфатного циклу в забезпеченні як енергетичних, так і біосин-тетичних потреб.

Для ембріональної очеревини характерний вищий енергетичний потенціал, ніж у ембріональної шкіри який може бути реалізований як шляхом гліколізу, так і циклу трикарбонових кислот, при незначній активності процесів біосинтезу. Нагромаджений значний енергетичний ресурс, реалізується в інших, відмінних від біосин-тезу, метаболічних шляхах (наприклад подальша диференціація ткани-ни), і є свідченням високої готовності ембріональної тканини до від-по-віді на зовнішню стимуляцію.

В ембріональних остеобластах енергія гліколізу та ЦТК, в основному, використовується в процесах біосин-тезу – енергоємкість пластичних процесів ембріональної кістки дуже висока, оскільки розвиток і ріст кісткової тканини потребують великих затрат.

Об’єкти спостережень ембріональної шкіри займають проміжне положення при порівнянні з ембріональною очеревиною та остеоблас-тами – забезпечення інтенсивних процесів біосинтезу здійснюється завдяки активованим реакціям циклу трикарбонових кислот.

Особливості енергообміну та біосин-те-зу ембріональних тканин після трансплан-та-ції на незашиту рану тонкої кишки. Енер-ге-тич-не за-без-пе-чен-ня ре-па-ра-тив-них про-це-сів тон-кої киш-ки в ран-ньо-му піс-ля-о-пе-ра-цій-но-му пе-рі-о-ді, переважно, здій-сню-єть-ся зав-дя-ки різ-ко-му під-ви-щен-ню ак-тив-нос-ті фер-мен-тів цик-лу три-кар-бо-но-вих кис-лот – на 3-й день піс-ля ен-те-ро-то-мії ак-тив-ність ци-топ-лаз-ма-тич-ної ма-лат-де-гід-ро-ге-на-зи зрос-тає в дев’ять ра-зів, мі-то-хон-дрі-аль-ної ма-лат-де-гід-ро-ге-на-зи та сук-ци-нат-де-гід-ро-ге-на-зи в 2 - 3 ра-зи (рис. 1, 2). Одночасно, майже у вісім разів, зменшується кількість пірувату, падає рівень лактату. Активність лактатдегідрогенази незначно зростає.

Рис. 1. Динаміка показників малатдегідрогенази рани тонкої кишки після ентеротомії

Рис. 2. Активність сукцинат-де-гідроге-нази рани тонкої кишки після ентеротомії

Особ-ли-вої ува-ги зас-лу-го-вує ди-на-мі-ка по-каз-ни-ків глю-ко-зо-6-фос-фат-де-гід-ро-ге-на-зи – ак-тив-ність фер-мен-ту стрім-ко знижується впродовж пер-ших 7-и днів піс-ля ен-те-ро-то-мії (рис. 3).

Рис. 3. Динаміка по-каз-ни-ків глюкозо-6-фосфат-дегідрогенази після контрольної ентеротомії

По-чи-на-ю-чи з 7-го дня піс-ля опе-ра-ції рі-вень по-каз-ни-ків ма-лат-де-гід-ро-ге-на-зи змен-шу-єть-ся прак-тич-но до рів-ня ви-хід-них ве-ли-чин і ста-бі-лі-зу-єть-ся, в той час ко-ли ак-тив-ність СДГ че-рез два тиж-ні зно-ву під-ви-щу-єть-ся; збіль-шу-єть-ся та-кож ак-тив-ність лак-тат-де-гід-ро-ге-на-зи, де-що зрос-тає по-каз-ник пі-ру-ва-ту й від-по-від-но до ньо-го па-дає рі-вень лак-та-ту, що, у за-галь-но-му, мож-на роз-ці-ни-ти як розвиток адаптаційно-компенсаторних реакцій спрямованих на пос-ту-пове відновлення метаболізму клітини. Таким чином, сер-йоз-на ме-та-бо-ліч-на проб-ле-ма, яка ви-ни-кає пе-ред ор-га-ніз-мом у ран-ньо-му піс-ля-о-пе-ра-цій-но-му пе-рі-о-ді, ви-рі-шується шля-хом гра-нич-но-го нап-ру-жен-ня ае-роб-них ме-ха-ніз-мів енергозабезпечення. У зв’яз-ку з тим, що енер-го-єм-ність про-це-сів, які про-хо-дять в стін-ці тон-кої ки-шки ду-же ви-со-ка, ак-тив-ність бі-о-син-те-зу змен-шу-єть-ся до кри-тич-но-го рів-ня.

На тре-тій день піс-ля тран-сплан-та-ції ем-брі-о-наль-ної оче-ре-ви-ни в тканині знач-но па-дає ак-тив-ність лак-тат-де-гід-ро-ге-на-зи, змен-шу-єть-ся кіль--кість пі-ру-ва-ту, лак-та-ту в тка-ни-ні та рі-вень лак-та-ту й пі-ру-ва-ту кро-ві. Таким чином, незважаючи на явища тка-нинної гі-пок-сії, про-це-си ана-е-роб-но-го глі-ко-лі-зу не ві-діг-ра-ють особ-ли-вої ро-лі в пересадженій ем-брі-о-наль-ній оче-ре-ви-ні. При тран-сплан-та-ції ем-брі-о-наль-ної шкі-ри ме-та-бо-ліч-ні про-це-си від-по-ві-да-ють ста-ну тка-нинної іше-мії: наг-ро-мад-жу-ють-ся недоокис-ле-ні про-дук-ти, змен-шу-єть-ся ак-тив-ність цик-лу три-кар-бо-но-вих кис-лот, у зв'яз-ку з чим па-дає ак-тив-ність ЛДГ та пе-рес-тає ути-лі-зу-ва-ти-ся пі-ру-ват.

У цей же період піс-ля тран-сплан-та-ції ем-брі-о-наль-ної оче-ре-ви-ни рі-вень ак-тив-нос-ті як мі-то-хон-дрі-аль-ної, так і ци-топ-лаз-ма-тич-ної МДГ по-міт-но зни-жу-єть-ся - він на-віть ниж-чий від ви-хід-них кон-троль-них по-каз-ни-ків тон-кої киш-ки, про-те од-но-час-но знач-но зрос-тає ак-тив-ність СДГ, ос-кіль-ки, при ви-ко-рис-тан-ні сук-ци-на-ту як суб-стра-ту окис-лен-ня мі-то-хон-дрії синтезують більшу кількість макроергічних сполук.

Через тиждень після операції рі-вень по-каз-ни-ків тран-сплан-то-ва-ної тка-ни-ни від-по-ві-дає ви-хід-ним по-каз-ни-кам ем-брі-о-наль-ної очеревини. Таким чином, протягом 7-ми днів, незважаючи на явища тка-нинної ішемії, несприят-ливі умови в яких перебу-ва-ли трансплантова-ні ткани-ни, відновилася їхня функціональна актив-ність зі збереженням осо-бли-вос-тей ембріонального ме-таболізму, відбулось „ме-та-бо-ліч-не відновлення” тран-сплан-то-ва-ної ем-брі-о-наль-ної тканини.

Тран-сплан-та-ція ем-брі-о-наль-ної шкі-ри суп-ро-вод-жу-єть-ся схо-жою ди-на-мі-кою цик-лу три-кар-бо-но-вих кис-лот; од-но-час-но зрос-тає рі-вень пі-ру-ва-ту та лак-та-ту кро-ві. Проте, змі-ни по-каз-ни-ків, по-рів-ня-но з по-пе-ред-ні-ми при тран-сплан-та-ції ем-брі-о-наль-ної оче-ре-ви-ни, менш ви-ра-же-ні.

По-чи-на-ю-чи з мі-сяч-но-го тер-мі-ну спос-те-ре-жен-ня піс-ля тран-сплан-та-ції ем-брі-о-наль-них тка-нин, ха-рак-тер-на пев-на од-но-рід-ність ре-зуль-та-тів: кіль-кість пі-ру-ва-ту й лак-та-ту в тка-ни-ні ста-бі-лі-зу-єть-ся й ут-ри-му-єть-ся на од-но-му рів-ні, де-що ниж-чо-му від кон-троль-них по-каз-ни-ків киш-ки. У той же час актив-ність лак-тат-де-гід-ро-ге-на-зи цик-ліч-но змі-ню-єть-ся – рі-вень ЛДГ нез-нач-но зрос-тає на 30-ий день, па-дає на 60-ий і зно-ву зрос-тає на 90-ий день спос-те-ре-жен-ня. Нап-равле-нос-ті змін ЛДГ від-по-ві-да-ють ледь по-міт-ні зво-рот-ні ко-ли-ван-ня пі-ру-ва-ту. Та-ким чи-ном спостерігається ак-тив-не іні-ці-ю-ван-ня про-це-сів глі-ко-лі-зу ін-ши-ми ме-та-бо-ліч-ни-ми лан-цю-га-ми, й на-сам-пе-ред ЦТК, по-туж-ність яких знач-но зрос-ла.

Прос-те-же-на ди-на-мі-ка відповідає метаболічним змінам, які виникають у зв'язку з морфо-ло-гіч-ною трансформацією пересад-жених тканин, втратою характерних як структурних, так і метаболіч-них ембріональних рис, змен-шен-ню ак-тив-нос-ті енер-ге-тич-но-го об-мі-ну трансплан-тованих ембріо-наль-них тканин.

На відміну від показників глі-ко-лі-зу, цик-лу три-кар-бо-но-вих кис-лот у перші три дні після-операційного періоду спостерігається різ-ка ак-ти-ва-ція пентозофосфатного циклу. Таким чином у стресових, критичних умовах раннього післяопераційного періоду, в умовах вираженої тканинної ішемії актуа-лізуються філогенетичні молодші метаболічні ланцюги.

У пізніших термінах спостереження динамічних змін різних метаболічних ланцюгів (гліколізу, ЦТК, пентозо-фос-фатного циклу) характерними є оди-на-ко-ві риси – різ-ка ак-ти-ва-ція на 7-ий, з наступним змен-шен-ням ак-тив-нос-ті на 14-ий день.

Особливості метаболічних процесів вільно алотрансплантованих ембріональних остеобластів. При вільній алотрансплантації ембріональних остеобластів пересаджені клітини опиня-ються у своєрідній метаболічній ситуації зумовленій ізольованістю трансплантата від оточуючих тканин, оскільки ревас-куляризація неокістки здійснюється бідною на судини кісткою реципієнта. Відсутність повноцінного судин-ного зв’язку зі зрілою тканиною визначає, по-перше, певну незалежність метаболічних процесів, а також, явища тканинної ішемії трансплантованих клітин.

Встановлено, що для вільно пересаджених ембріональних остеобластів сукцинатдегідро-геназне окислення та процеси енергообміну за зрілим типом мають істотне значення. Реально значимим є вплив вираженої тканинної ішемії. Васкуляризаційні зміни, динаміка мікроперфузійних показників, мають суттєве значення для морфологічної трансформації ембріональних клітин, визначаючи їхній розвиток та диференціацію.

Після трансплантації спостеріга-єть-ся своєрідна періодичність змін показників ЛДГ: через три дні після трансплантації активність ферменту незначно зменшується, однак на сьомий день післяопераційного помітно зростає, а відтак, через два тижні знову зменшується більше ніж вдвічі.

У перші дні після трансплантації, коли домінують явища тканинної ішемії, спостерігається відносна стабільність показника ЛДГ, що забезпечує виживання трансплантата в умовах активованого анаеробного гліколізу.

Таким чином, на третій день післяопераційного періоду основну роль в енергетичному забезпеченні трансплантованих ембріональних остеобластів відіграє анаеробний гліколіз при незначній активності ферментів циклу трикарбонових кислот.

Впродовж тижня існуюча вимушена метаболічна ситуація суттєво змі-нюється – помітно зростає активність цитоплазматичної малатдегідро-генази, хоча й не досягає вихідних величин, і, що особливо важливо сукцинат-дегі-дрогенази.

Через тиждень після операції активується аеробний гліколіз, субстрати якого спрямовуються в цикл трикарбонових кислот, внаслідок чого енергопродукуюча здатність пересаджених клітин різко зростає. Через 14 днів активність гліколізу різко зменшується, як і зменшується метаболічна активність пересаджених клітин взагалі, що пояснюється зменшенням енергетичних та пластичних потреб у зв’язку з відповідною морфологічною трансформацією трансплантованих остеобластів, домінуванням метаболічних законів кісткової тканини зрілого реципієнта.

Динаміка показників трикарбонового циклу корелює зі змінами активності лактатдегідрогенази. Спостерігається аналогічна динаміка показників – падіння активності на 3-ій день після трансплантації, помітне зростання на 7-ий день, а відтак знову зменшення активності через два тижні після операції.

?? ?????? ???? ????????????????? ????-??? ?????????? ??-6-??? ???????????? ????????? ?? ????????? ?????, ? ??? ?? ??? ???????? ?????? ????????? ???????????, ?????, ?????????? ?????????? ??????????? ?? ????? ????????????? ??????, ? ???????????? ??????? – ??????????. ????? 7 ???? ????? ?????????????? ?????????? ??-6-??? ????? ??????? ??? ?????????? ??????? ????????? ??, ?? ???????? ??? ?????? ?????????? ???????????? ????????.

Таким чином, перебуваючи в умовах зрілого організму ембріо-нальні остеобласти втрачають свої характерні метаболічні риси, не під-по-рядковуючись однак умовам оточуючого середовища, існуючи за влас-ними, на перший погляд хаотичними, метаболічними законами, які, очевидно, визначають процес трансформування клітинної маси в кіст-кову тканину.

?????? ??????????? ???????????. ??????????? ?????? ???????????? ???????? ?????-??????????? ????????????? ?????? ?? ?????? ????????? ?? ?????? ???-??????? ???????. ??-??-??-?? ???-??? ???-??-??? ??-???-??-??-?-???, ????-??-??-?? ??-??-??-???-?? ???-??-?? ??? ??’????? ?????????? ?????????????? ????????????? ????????? ?? ????? ? ????????????? ????????????, ?????????? ??????? ???????????? ?????????? ?? ???????? ????????-????, ????????? ?????????? ??? ???????? ???????? ? ?????????? ??????????? ?? ????????????? ???????: ?????? ???????????? ??????????? ?? ????????????? ??????? ?????????????? ???????, ?????? ??????????? ?????????? ?? ?????? ?????, ? ?????? ???????? ?????? ???????????? ????????-?????????????? ?????????, характерне для ?????????, ???????????????? ???????й. ?????? ?????????? ????????? ?? ???????? ????????????? ???????? ?????????? ?? ????????????: f > +1 - ???-??-?? ??-??-??? ??-???-???-???-??; -1?f ? +1 - про-це-си се-ред-ньої ін-тен-сив-нос-ті; f < -1 - про-це-си низь-кої ін-тен-сив-нос-ті.

Рис. 4. Інтенсивність метаболічних процесів трансплантованої ембріональної очеревини ????????: ? ??? та наступних ????????: f1 – ??????????? ????????????-???-??-???--?? ?????????; f2 – ????????????? ??? ??????; f3 – ???-??? ??? ??????.

Метаболічні процеси в інтактних ембріональних тканинах функціонують зі середньою інтенсивністю, за виключенням сукцинатдегідрогеназного окислення, активність якого в ембріо-наль-ній шкіри мінімальна (нижче середніх величин).

Вихідна інтенсивність метаболічних процесів за ембріональним типом найвища для обох тканин. Для інтактних ембріональних тканин визначальним є ембріональний тип обміну, метаболізм за зрілим типом займає другу позицію. З 7-го дня після трансплантації ембріональний тип обміну стає основним, відірваність ембріональної очеревини від організму донора, умови тканинної ішемії дезорганізують структурно-функціональні взаємозв’язки пересадженої тканини і зумовлюють її повернення до більш юної форми метаболічної організації (рис. 4).

Водночас, порівняно вища зрілість ембріональної шкіри блокує метаболічне омолодження й у спостереженнях ембріональної шкіри починає помітно зростати роль метаболізму за зрілим типом (рис. 5). Через місяць після трансплантації ембріональних тканин основним стає зрілий тип метаболізму, незважаючи на те, що морфологічні риси ембріональної шкіри зберігаються й до тре-тього місяця спостереження.

Рис. 5. Інтенсивність метабо-лічних процесів трансплантованої ембріональної шкіри

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

У той час, коли в ембріональній шкірі є усі структурні елементи притаманні тканині зрілого організму, включаючи й додатки шкіри, і вона представляє собою завершену за гісто-морфологічними характеристиками тканину, трансплантат ембріональних остеобластів є лише конгломератом проліферативно активних ембрі-ональних клітин. Ембріональна ж очеревина займає проміжну позицію, оскільки основними структурними компонентами її є сполучно-тканинні елементи, зрілість яких і в дорослому організмі мінімальна.

Таким чином, за рівнем розвитку, структурною зрілістю, функціо-нальною активністю об’єкти трансплантації можуть бути розміщені в класифікаційній шкалі від найнижчого рівня до найвищого в такому порядку: ембріональні остеобласти - ембріональна очеревина – ембріональна шкіра. Чи іншими словами це означає, що найбільш зрілою тканиною є ембріональна шкіра, а юними – ембріональні остеобласти.

Цим можна пояснити високу інтенсивність сукцинатдегідрогеназного окислення метаболічних досліджень ембріональних остеобластів до й після трансплантації, на третій день після трансплантації ембріональної очеревини, неактуальність сукцинатдегідрогеназного окислен-ня для ембріональної шкіри (рис. ).

Рис. 6. Інтенсивність метаболічних процесів трансплантованих ембріональних остеобластів

Паралельне співіснування й активне функціонування різних метабо-лічних шляхів у трансплантованих ембріональних тканинах та клітинах на пізніх етапах спостереження при наявності повноцінного судинного зв’язку з організмом дорослого реципієнта ставить під сумнів можливість прямої мета-болічної індукції обмінних процесів ембріональних трансплантатів під впливом метаболізму дорослого організму. Вплив оточуючого метаболічного середовища є недостатнім для відповідної трансформації обмін-них процесів ембріональних тканин та клітин. Визначальним в даній ситуації є поступова морфологічна трансформація трансплантатів, яка зумовлює утворення зрілої тканини з одночасним переходом на метаболізм зрілого організму.

ВИСНОВКИ

У дисертації, відповідно до поставленої мети, вирішено актуальне наукове завдання, що стосується порівняльного дослідження особливостей енергетичного та платичного обміну ембріональних тканин і клітин, до та після алотрансплантації зрілому реципієнту. З’ясовано метаболічні взаємовідносини ембріональних алотрансплантатів та тканин зрілого реципієнта.

1. Ембріональний метаболізм характеризується високою енерго-продукуючою результативністю та, залежною від виду ембріо-нальної тканини, специфічністю, особливості якої визначають-ся структурною зрілістю, функціональною актив-ністю та рівнем розвитку відповідної тканини.

2. Для ембріональних тканин характерним є одночасне спів-існу-вання та активне функціо-нування як ембріо-нального типу енергообміну, так і метаболізму типового для зрілого віку.

3. Ембріональний тип метаболізму з характерною високою активністю пентозофосфатного циклу та сукцинатдегідроге-назного окислення є основним для ембріональних тканин та клітин. Морфологічна трансформація трансплантатів із заміщенням зрілою тканиною зумовлює перехід пересаджених тка-нин на метаболізм зрілого організму.

4. В екстремальних, несприятливих умовах можливий перехід ембріональних обмінних процесів до більш ранніх філогене-тичних форм метаболічної організації. Мобільність метаболічної трансформації ембріональної тканини визначається її морфо-логічною зрілістю, ступенем диференціації та структурними особливостями.

5. Метаболізм вільно трансплантованих ембріональних тканин є незалежним від метаболічних змін оточуючих тканин дорос-лого реципієнта; динаміка показників гліколізу, ЦТК, пентозо-фосфатного циклу визначається явищами тканинної ішемії та морфологічними змінами ембріональних тканин.

6. Після трансплантації дорослому реципієнту, незважаючи на операційну травму, явища тканинної ішемії, вільну алотранс-плантацію в несприятливе оточуюче середовище дорослого орга-нізму пересаджені тканини зберігають високу активність метаболізму за ембріональним типом .

7. ???????????? ??????? ???????????????? ????????? ?????????? спрямова????? ???????????? ?????? ????? ??????? ????????????????? (?????????? ?? ???????????? ?????? ?????????? ????????????? ???????????? ????????). П???????????, ????????-??????? ???????? ??????? ??? ????????????? ???????? ???????.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

????????

Мазур О. Є. Особливості енергетичного та пластичного обміну ембріональних тканин та клітин у фізіологічних умовах та умовах метаболічного середовища зрілого організму. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.03 – нормальна фізіологія. – Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, Львів, 2003.

У роботі представлено експериментальні дослідження енергетичного та пластичного обміну ембріональних тканин і клітин до та після алотранс-план-тації зрілому реціпієнту. На основі отриманих даних встановлено, що ембріо-нальний обмін речовин залежить від рівня розвитку тканини, харак-теризується високою активністю енергетичного обміну. Для ембріо-наль-них тканин і клітин характерне одночасне існування та активне функціо-нування ембріонального типу обміну речовин і метаболізму характерного для зрілого організму. Активність енергетичного та пластичного обміну трансплантованих ембріо-наль-них тканин і клітин не залежать від метаболічних змін оточуючих тканин зрілого реципієнта. Морфологічна трансформація ембріональних трансплан-татів зумовлює їх перехід на тип обміну речовин притаманний зрілому організ-му. В екстремальних, несприятливих умовах можливий перехід ембріональних обмінних процесів до більш ранніх філогенетичних форм метаболічної організації. Для клінічного застосування запропонований спосіб перитонізації кукси дванадцятипалої кишки, на який одержано патент України на винахід за № 6755.

Ключові слова: ембріональні клітини та тканини, морфологічна трансформація, ембріональ-ний метаболізм, метаболічна трансформація, алотранс-плантація.

АННОТАЦИЯ

Мазур О. Е. Особенности энергетического и пластического обмена эмбриональных тканей и клеток в физиологических условиях и условиях метаболической среды зрелого организма. – Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата медицинских наук по специ-аль-ности 14.03.03 – нормальная физиология. – Львовский нацио-нальный медицинский университет имени Данила Галицкого, Львов, 2003.

В работе представлено експерементальные исследования энерге-ти-чес-кого и пластического обмена эмбриональных тканей и клеток до и после аллотрансплантации зрелому реципиенту.

На основании полученных эксперементальных данных установлено, что эмбриональный метаболизм определяется структурной зрелостью, функциональной активностью и уровнем развития соответствующей ткани, характеризуется высокой активностью пентозофосфатного цикла и сукцинатде-ги-дро-ге-назного окисления и является основным для эмбриональных тканей и клеток. Для эмбриональных тканей характерным также является одновременное сосуществование и активное функционирование обмена веществ типичного для зрелого возраста. Обменные процессы в интактных эмбриональных тканях функционируют со средней интенсивностью, за исключением сукцинатдегидрогеназного окисления, активность которого в эмбриональной коже минимальная (ниже средних показателей), а в эмбриональных остеобластах – максимальная (выше средних показателей). Исходная интенсивность метаболических процессов по эмбриональному типу наивысшая в исследованиях эмбриональных тканей, обмен веществ характерный для зрелого организма занимает вторую позицию. Начиная с седьмого дня после трансплантации брюшины эмбриональный метаболизм становится основным, хотя в то же время в исследованиях эмбриональной кожи значительно возростает роль метаболизма за зрелым типом. Спустя один месяц после трансплантации эмбриональных тканей, ведущим становится обмен веществ, характерный для зрелого организма, несмотря на то, что морфологические черты эмбриональной кожи сохраняются до третьего месяца наблюдения. Уровень активности энергетического и пластического обмена свободно пересаженных эмбриональных тканей не за-ви-сит от изменений метаболических процессов окружающих тканей зрелого реципиента; динамика показателей гликолиза, цикла трикарбоновых кислот, пентозо-фосфатного цикла определяется явлениями тканевой ишемии и морфологическими изменениями эмбриональных тканей. Морфологическая трансформация трансплантатов с замещением зрелой тканью обу-слав-ли-вает переход пересаженных тканей на метаболизм зрелого организма. В экстремальных, неблаго-приятных условиях возможен переход эмбриональных обменных процессов к более ранним филогенетичеким формам метаболической организации. Мобильность метаболической трансфор-мации эмбриональной ткани определяется ее морфологической зрелостью, степенью диференци-ации и структурными особенностями.

Для клинического приме-нения аллотрансплантации эмбриональных тканей и клеток предложен “Способ перитонизации культи двенадца-типерстной кишки”, на который получен патент Украины на изобретение за № 6755. В результате применения аллотранспланта эмбриональной брюшины, который отличается незначительной антигенностью, высокой резистентностью, вираженым стимулирующим влиянием на репаративные процессы повреждён-ных тканей, свободная аллотрансплантация тканей эмбриональной брюшины моделирует репаративные процессы раны кишки, что гарантирует герме-тич-ность культи двенадцатиперстной кишки, минимальную травматизацию киш-ки, соседних органов и