8 августа 2012

Взаимоотношения динамики изменения изоферментного спектра некоторых ферментов энергетического обмена и тонкого строения митохондрий при вирусном онкогенезе

Особое значение для оценки сдвигов, происходящих в энергетическом обмене на ранних этапах трансформации, детерминированной онковирусом, приобретает анализ структурной перестройки митохондрий, осуществляемый параллельно с определением функциональных изменений, полученных на этой же системе и в те же сроки с помощью биохимических методов.

Сведения о подобных исследованиях в литературе отсутствуют. А. И. Агеенко, А. С. Ягубов и Ю. Е. Виторган (1977) провели анализ тонкого строения митохондрий с помощью морфометрии, для которой отбирали по 30 клеток культуры ФЭК, инфицированных вирусом А12.

С фотоотпечатков (увеличение 27 000, электронный микроскоп JEM-7A) вычисляли следующие морфометрические параметры: поверхностно-объемное отношение митохондрий (SMV/VMV; объемную фракцию площади поверхности крист митохондрий (Skpv); коэффициент фрагментации крист — Кkpф, определяемый как NAP/LAP, где NAP —количество крист и LAP—протяженность крист на единице площади среза цитоплазмы; долю митохондрий со средними размерами — AM.

На основании первичных морфометрических параметров вычислялся коэффициент уровня морфологической организации митохондрий: Км = Skpv*SMV/VMV*1/Kkpф*АМ. Все полученные величины обрабатывали статистически. Доверительные интервалы средних связаны с надежностью 95%.

Оказалось, что показатель Skpv несколько уменьшен на 3-й и 18-й дни культивирования. Заражение культуры онкогенным аденовирусом 12-го типа человека приводило к снижению этого морфологического параметра на 24-й день исследования и некоторому увеличению на 3-й день.

Показатель SMV/VMV для клеток интактной культуры был несколько уменьшен в 1-й день культивирования и почти не изменялся в другие сроки. При заражении культуры вирусом обнаружено существенное понижение данного параметра на 3-й день и незначительное повышение на 24-й день исследования. КфР почти не изменялся на протяжении всех сроков культивирования. Не были выявлены изменения этого параметра и при заражении вирусом А12.

Итак, выявленные изменения морфометрических параметров, по-видимому, связаны с ростом культуры, а не с внедрением вируса А12 в клетку. При сравнении морфологических параметров тонкого строения митохондрий клеток ФЭК, культуры крысиной саркомы 321-КРС и культуры саркомы А12 хомяка оказалось, что из всех изученных показателей изменялась только площадь поверхности крист митохондрий.

Наибольшие величины данного параметра были зафиксированы в культуре клеток саркомы А12.

Мы также сравнили морфологические параметры тонкого строения митохондрий в клетках ФЭК и крысиной саркомы 321-КРС в системе in vivo, а также в клетках саркомы А12 хомяка в системе in vivo.

Оказалось, что поверхностно-объемное отношение митохондрий и коэффициент фрагментации крист митохондрий в исследуемых объектах существенно не изменились.

Площадь поверхности крист митохондрий в клетках 321-КРС была выше, чем в других исследованных системах.

При сравнении изученных нормальных и опухолевых тканей in vivo и в культуре выявлены значительные различия, касающиеся таких морфометрических характеристик, как площадь поверхности крист и поверхностно-объемное отношение митохондрий. В частности, Skpv в клетках культуры нормальных и опухолевых тканей была достоверно и значительно выше таковой в соответствующих тканях in vivo. В культурах опухолевых тканей также отмечалось достоверное повышение поверхностно-объемного отношения, которое не имело статистически достоверных различий для нормальных клеток ФЭК и исследуемых сарком в культуре и in vivo. Уровень фрагментации крист для всех исследуемых групп был статистически одинаков.

Таким образом, в культурах тканей митохондрии как опухолевых, так и нормальных клеток были более вы-соко развиты по сравнению с митохондриями клеток in vivo преимущественно за счет значительного увеличения показателей Skpv и SMV/VMV.

Наконец, сравнение кинетики изменений ЛДГ и МДГ в клетках культуры ФЭК при их трансформации вирусом А12 с данными количественного анализа тонкого строения митохондриального аппарата этих клеток показало, что биохимические сдвиги наступают гораздо раньше, практически с момента инфицирования, в то время как на ранних сроках изменения в структуре митохондрий не определяются даже с помощью количественных методов.

Следовательно, для выявления специфики изменений в энергетическом обмене клетки на ранних стадиях вирусного канцерогенеза наиболее приемлемы методы, позволяющие изучать кинетику общей активности и перераспределения изоформ ключевых ферментов энергообмена клетки.

«Механизмы вирусного онкогенеза»,
А.И.Агеенко



Результаты, полученные при количественном исследовании тонкого строения клеток ФЭХ

Анализируя результаты, полученные при количественном исследовании тонкого строения клеток ФЭХ при действии вируса А12, можно отметить, что показатель Кэ, характеризующий степень развития эргастоплазмы, значительно снижается, особенно начиная с 7-го дня после инфицирования, и к сроку выраженной трансформации достигает предельно низких величин. Динамика изменения показателя Кэ в процессе трансформации культуры ФЭХ вирусами А12 и RSV 1…

К принципиально важным вопросам онкоморфологии относятся выявление и определение сходства и отличий нормальных и опухолевых клеток. Это стало возможным только в последние годы благодаря количественной электронной микроскопии, основанной на морфометрическом анализе электронно-микроскопических картин с использованием методов планиметрии и принципов стереологии (Г. Г. Автандилов, 1973). Установлено, что эргастоплазма и полирибосомный аппарат являются основными цитоплазматическими органеллами белкового…

Показано, что повышение процента ЛДГ4 и ЛДГ5, а также снижение содержания ЛДГ1 и ЛДГ2 наблюдались в тканях у большей части обследованных больных (Р<0,001), не только в гомогенатах злокачественных опухолей, но и в тканях полипов прямой и ободочной кишки. При этом отсутствие увеличения содержания ЛДГ5 в опухоли при раке выявлено только в 8,7% случаев (в 17…

Преобладание медленно движущихся (катодных) фракций ЛДГ4 и ЛДГ5 при снижении уровня быстро движущихся (анодных) ЛДГ1 и ЛДГ2 обнаружено в тканях, адаптированных к гипоксии и ацидозу, в которых основным источником энергии является гликолиз. В то же время можно считать доказанным, что удельный вес гликолиза в клетках злокачественных новообразований повышается (В. С. Шапот, 1975). Установлено, что скорость…

Основной характерной чертой трансформированных клеток является перестройка функционирования генетического аппарата, включающая отклонения в регуляции транскрипции и посттранскрипционных модификаций. Эти изменения обусловливают, в частности, перераспределение изоферментного профиля многих ферментов (А. И. Агеенко, 1974; В. С. Шапот, 1975). Это связано с тем, что изоформы определенных ферментов, являясь функционально однородными, имеют некоторую генетическую разобщенность, т. е. их синтез…