WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

На 24 ч инкубации в условиях гипоксии в ткани присутствует уже значительное число митохондрий, внутри которых можно наблюдать образование мелких, электронно-плотных структур – предшественников митохондрий. На этот срок инкубации ткани во вновь образованных структурах отчетливо видны концентрические, электронно-плотные мембраны с электронно-плотным матриксом между ними (фот. 7, а, б).

В течение двух последующих суток инкубации происходит обособление этих структур. Электронно-плотный слой, окружающий вновь формирующуюся структуру исчезает. В то же время, ко Фот. 7 а, б. Образование «митохондрии вторым суткам изменяется морфоловнутри митохондрии» на 24 ч инкубации ткани в условиях гипоксии; при малом (а) и гическое состояние митохондрий большом (б) увеличении.

основной популяции, внутри которых формируется новая структура. Происходит обводнение матрикса митохондрий, митохондриальные мембраны становятся как бы лизированными. На их фоне четко видно, что во вновь образованных структурах электронная плотность мембран соответствует плотности мембран митохондрий интактного миокарда.

К третьим суткам инкубации в ткани присутствуют уже хорошо выраженные, структуры, названные нами как «митохондрии внутри мито-хондрии» (фот. 1).

Таким образом, проведённое нами исследование динамики ультраструктуры митохондрий кардиомио-цитов изолированных кусочков мио-карда при инкубации ткани в условиях гипоксии в течение 72 часов показывает, что условия гипоксии, очевидно являются сигналом к индукции процесса образования мелких электронно-плотных митохондрий. Эти преобразования ультраструктуры митохондрий происходили на фоне практически не изменённой общей структуры кардиомиоцитов, что указывает на отсутствие признаков некроза в наших экспериментальных условиях и, следовательно, можно сделать вывод о том, что обнаруженное нами явление образования “митохондрий внутри митохондрий” не является артефактом условий эксперимента.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Полученная нами на ультраструктурном уровне морфологическая картина изменений митохондриальной популяции кардиомиоцитов под действием гипоксии значительно отличается от имеющихся в литературе представлений. В огромном количестве работ по изучению действия гипоксии на ультраструктуру миокарда, авторы единодушно отмечают однотипность изменений митохондрий, характерной реакцией которых, по их мнению, является набухание митохондрий, разрушение внутренней митохондриальной мембраны, а в далеко зашедших стадиях процесса – сохранение лишь наружной митохондриальной мембраны. В то же время ряд авторов указывает, что наступающие под влиянием острой гипоксии изменения в ультраструктурной организации мышечных клеток сердца являются обратимыми (Саркисов, Втюрин, 1967).

Обнаруженные нами удивительные ультраструктурные изменения митохондрий кардиомиоцитов, в частности возникновение мелких электронноплотных митохондрий в наших экспериментальных условиях сопоставимо с хорошо известным в литературе явлением образования промитохондрий в клетках дрожжей Saccharomyces cerevisiae в анаэробных условиях. Возможно, что использованная в этих исследованиях фиксация перманганатом калия не позволила авторам выявить или возможно вызывала нарушение деградирующих мембран митохондрий дрожжевых клеток, в результате чего был сделан вывод о наличии в клетках только мелких митохондрий с незначительным количеством крист и большого количества свободно расположенных мембран. Т.е., условия кислородной недостаточности очевидно являются сигналом к индукции процесса образования мелких электронно-плотных митохондрий. Также можно предположить, что в наших экспериментальных условиях кислородной недостаточности ультраструктурная перестройка системы митохондриального ретикулума кардиомиоцитов – появление особых структурных образований «митохондрий внутри митохондрий» может быть обусловлена нарушением митохондриального метаболизма АФК: генерации и удаления АФК митохондриями.

Чётко выраженная функциональная активность цитохром с - оксидазы в электронно-плотных митохондриях, локализованных в межмембранном пространстве основной митохондрии, полностью утратившей функциональную активность, очевидно отражает стремление клетки выжить, сохранив в рабочем состоянии хотя бы часть митохондрии. В то же время возможно, что деградация отдельных митохондрий основной популяции, сопровождающаяся появлением мелких электронно-плотных митохондрий – один из возможных механизмов митоптоза, направленного на выбраковку митохондрий с нарушенной функциональной активностью.

Ультраструктура межмитохондриальных контактов была описана уже давно (Бакеева и др., 1982). Использование классического метода обработки ткани миокарда коллоидным лантаном показало, что лантан откладывается избирательно в зоне межмитохондриальных контактов, но не сплошным слоем, а в виде упорядоченно расположенных электронно-плотных гранул, аналогично отложению в зоне вставочного диска, где он выявляет морфологию межклеточного контакта (Сударикова, 2000). Нам удалось показать, что в области межмитохондриальных контактов активно работает IV комплекс дыхательной цепи. Полученный нами результат позволяет говорить о том, что в популяции митохондриальной ткани, находящейся в условиях длительного стресса, значительно увеличивается число активно работающих контактов между митохондриями, что приводит к объединённой, слаженной работе этих органелл в условиях тяжёлого поражения кардиомиоцитов. Мы предполагаем, что это является защитной мерой, направленной на выживание ткани в условиях стресса.

ВЫВОДЫ 1. Установлено, что в экспериментальных условиях инкубации изолированных кусочков миокарда при гипоксии в течение 72ч при 20оС в мышечных клетках миокарда выраженных деструктивных процессов не происходит, ультраструктурные признаки некроза отсутствуют и сохраняется сукцинатоксидазная активность митохондрий.

2. Впервые обнаружена неизвестная ранее локальная перестройка внутренней организации митохондрий с образованием трёхмерно упорядоченных структур, возникающая в экспериментальной ткани миокарда наряду с хорошо известными в литературе для гипоксии изменениями ультраструктуры митохондрий:

внутрикристными включениями, септированными митохондриями. Показано, что обнаруженные структурные перестройки внутренней митохондриальной мембраны обратимы – при выделении митохондрий по общепринятой методике в 0.25 М сахарозе они исчезают.

3. Показано, что в процессе инкубации изолированных кусочков миокарда в условиях гипоксии в кардиомиоцитах экспериментальной ткани возникает особая популяция мелких электронно-плотных митохондрий, локализованных в межмембранном пространстве крупных электронно-светлых митохондрий основной популяции этих органелл кардиомиоцитов.

4. Установлено, что структурное образование «митохондрий внутри митохондрий» не является артефактом условий эксперимента – эти структуры сохраняются в процессе выделения митохондрий. Популяция мелких электронноплотных митохондрий может быть выделена как самостоятельная фракция.

5. Обнаружено, что возникающие в митохондриях основной популяции кардиомиоцитов мелкие электронно-плотные митохондрии обнаруживают хорошо различимую цитохром с-оксидазную активность по всей длине образующихся крист, в то время как основная митохондрия, внутри которой формируется новая органелла, частично или полностью утрачивает цитохром с- оксидазную активность.

6. Впервые был установлен и детально исследован процесс возникновения митохондрий внутри митохондрий в динамике.

7. В кардиомиоцитах изолированной ткани миокарда после длительного действия гипоксии обнаружены межмитохондриальные контакты нативной структуры, характеризующиеся повышенной стабильностью.

Межмитохондриальные контакты экспериментальной ткани, в отличие от межмитохондриальных контактов контрольной ткани, сохраняют нативность при инкубации в течение 3 часов при температуре 37 оС.

8. Впервые получена функциональная характеристика межмитохондриальных контактов кардиомиоцитов методом электронно-микроскопической гистохимии.

Показано, что в структуре межмитохондриальных контактов чётко выявляется цитохром с оксидазная активность.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Tonshin A.A., Solodovnicova I.M., Saprunova V.B., Bakeeva L.E., Yagujinsky L.S. Functional activity of mitochondria isolated from myocardium tissue after apoptosis induction by anoxia. // Mitochondion. 2002. Vol.1. No 6. P 529.

2. Тоньшин А.А., Сапрунова В.Б. Солодовникова И.М. Бакеева Л.Е. Ягужинский Л.С.

Функциональная активность и ультраструктура митохондрий, выделенных из апоптозной ткани сердца. // Биохимия, 2003,68, 1070-1079.

3. Сапрунова В.Б., Солодовникова И.М., Бакеева Л.Е; Ягужинский Л.С. Ультраструктура митохондриального аппарата кардиомиоцитов при апоптозе, индуцированном аноксией. // Цитология. 2003.V.45. Р.922-923.

4. Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б., Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С.. Динамика изменений ультраструктры митохондрий кардиомиоцитов изолированного миокарда крысы при длительной инкубации в условиях аноксии. // Цитология. 2006. 48 (10): 848-855.

5. Т. Н. Муругова, В. И. Горделий, А. И. Куклин, И. М. Солодовникова, Л. С. Ягужинский.

Регистрация трёхмерно упорядоченных структур в интактных митохондриях с помощью метода малоуглового рассеяния нейтронов. // Кристаллография. 2007. V.52. P. 521–524.

6. В.Б. Сапрунова, И.М. Солодовникова, Л.Е. Бакеева. Выявление цитохром с оксидазной активности в митохондриях кардиомиоцитов изолированной ткани миокарда при длтельном действии гипоксии.// Цитология. 2007. в печати.

7. Тоньшин А.А., Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б., Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С.

Функциональная активность митохондрий, выделенных из ткани сердца, после индукции апоптоза в условиях аноксии.// Тезисы докладов II Всероссийской конференции “Клинческие и патогенетические проблемы нарушений клеточной энергетики (митохондриальная патология) в сб. “I всероссийский конгресс “Современные технологии в педиатрии и детской хирургии”. Материалы конгресса”. Москва. 16-19 октября 2002 г. С. 482.

8. Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б. Бакеева Л.Е; Ягужинский Л.С. Ультраструктура митохондриального аппарата кардиомиоцитов при апоптозе, индуцированном аноксией.// Материалы Международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация».

Пушино. 2003. С. 272-273.

9. Solodovnikova IM, Saprunova VB, Bakeeva LE, Tonshin AA, Yaguzhinsky LS, “BHT action on the dynamics of ultrastructural changes of mitochondria in myocardium tissue after apoptosis induction by anoxia.” Abstracts of FEBS Congress 2004, Blackwell Publishing, p.10. Бакеева Л.Е., Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б. Митохондрия внутри митохондрии (условия возникновения, динамика образования).// Тезисы докладов III Съезда биофизиков России. Воронеж. 24-29 июня. 2004, С. 396-397.

11. Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б. Бакеева Л.Е; Ягужинский Л.С. Новообразование митохондрий при апоптозе; подавление антиоксидантами. Материалы Международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация». Пушино, 2005, Р.284.

12. Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б. Бакеева Л.Е; Ягужинский Л.С. Новообразование митохондрий в условиях аноксии: динамика процесса и исследование функциональной активности. Тезисы докладов на XXI Российской конференции по электронной микроскопии (Черноголовка), 2006, Р.271.

13. T. N. Murugova, V. I. Gordeliy, A. Kh. Islamov, A. I. Kuklin, I. M. Solodovnikova, L. S.

Yaguzhinsky. Detection of three-dimensional structures of inner mitochondrial membrane under low-amplitude swelling by small angle neutron scattering. Biochim. Biophys. Acta, 2006. V.14. P.

524-525.

14. T. N. Murugova, V. I. Gordeliy, A. I. Kuklin, A.I. Ivankov, I. M. Solodovnikova,V.I.Yurkov, L. S.

Yaguzhinsky. "Investigation of rat heart mitochondria by small angle neutron scattering". // Тhesis of International Small-Angle Scattering Workshop is devoted to Yu. M. Ostanevich, 2006, p. 45, Dubna, Russia 15. Т.Н.Муругова, В.И.Горделий, А.И. Куклин, А.И.Иваньков, И.М.Солодовникова, В.И. Юрков, Л.С.Ягужинский. Изучение структуры митохондрий с помощью метода малоуглового рассеяния нейтронов.Тезисы Первой. Всероссийской школы-семинара (Современные достижения бионаноскопии). // Физ-фак. МГУ Москва, 2007 стр.40-41.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»