Congress of Gerontologists and Geriatricians of Ukraine

Рубрика «Біологія старіння»

ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ ДОБАВКИ «МИКС-ФАКТОР» НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ТОКСИЧЕСКИМ ДОЗАМ СЕРНОКИСЛОЙ МЕДИ МОЛОДЫХ И СТАРЫХ ЖИВОТНЫХ

Р. А. Акжигитов, Н. И. Кургузова, А. В. Новикова, С. С. Гаевой
НИИ биологии Харьковского Национального университета имени В.Н. Каразина

Как известно, центральная парадигма геронтологии сводится к тому, что с увеличением возраста уменьшается способность организма к адаптации. Однако, экспериментальных подтверждений и механизмов утраты этих способностей крайне мало. Ранее было показано, что разработанная в институте биологии биологически активная добавка «Микс-Фактор» является биологическим антидотом при отравлениях ионами тяжелых металлов, в частности меди.

В настоящей работе определяли возможность предотвращать токсичность сернокислой меди с помощью «Микс-Фактора» у молодых (3мес) и старых (21мес) крыс линии Wistar. Для этого опытной группе (10 молодых и 15 старых животных) в течение 6 дней вводили per os «Микс-Фактор» в дозе 0,25 мл/100 г массы тела. Спустя 24 ч после последнего введения животным вводили сернокислую медь в дозе 2,5 мг/100 г массы тела и определяли количество выживших животных. Контрольная группа получала вместо «Микс-Фактора» воду. У выживших животных определяли паттерн форменных элементов крови, активность гамма-глутамилтрансферазы, аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы.

Показано, что в контрольной группе молодых животных спустя неделю после интоксикации в живых осталось 20 %, а в группе старых 26 %. В том случае, если животные до введения сернокислой меди получали «Микс-Фактор», в живых оставалось 80 % как в группе молодых, так и старых животных. Следовательно, биологически активная добавка «Микс-Фактор» обладает способностью устранять токсическое действие сернокислой меди, и старые животные не уступали молодым по этому показателю.

Однако у выживших старых животных наблюдали развитие фиброза печени, который был выражен в значительно меньшей степени у молодых животных. Наряду с этим, у молодых и старых животных, предварительно получавших «Микс-Фактор», выявили разнонаправленные изменения в количестве лейкоцитов, лимфоцитов, моноцитов и тромбоцитов.

Выводы. Компоненты «Микс-Фактора» обеспечивают выживание в условиях интоксикации за счет разных молекулярных и клеточных механизмов.

 

ИНДУЦИРОВАННАЯ ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ТОЛЕРАНТНОСТЬ К ЭМБРИОНАЛЬНЫМ АНТИГЕНАМ КАК СПОСОБ ПЕРЕНАПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОВ КЛЕТОЧНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ С ПУТИ ОНКОГЕНЕЗА НА ПУТЬ РЕЮВЕНАЦИИ

М. Г. Барамия1, С. А. Михальский2
1AntiCancer, Inc., SanDiego
2ДУ «Інститут геронтології ім. Д. Ф.Чеботарьова НАМН України», Київ

За последние несколько лет в ряде публикаций М. Г. Барамия изложил концепцию, согласно которой иммунопривелегированность является одним из ключевых факторов однонаправленности развития эмбриона (в целом и отдельных его тканей и систем) от тотипотентности к дифференцировке. Клеточная регенерация во взрослом организме часто реализуется через активацию процессов, сходных с эмбриональным развитием. Однако, такая рекапитуляция эмбрионального пути регенерациина постэмбриональной стадии развития, в условиях отсутствии иммунопривелегированности, конвертируется в онкогенез. Смена вектора происходит через эпигенетическую блокировку генов и сигнальных путей дифференцировки эффекторами иммунного ответа. Высказывается идея, что для предотвращения малигнизации (но с сохранением ростовых и прочих адаптивных преимуществ трансформированных клеток, необходимых для реализации программы самообновления и реювенации), необходима индукция полной иммунологической толерантности к трансформированному фенотипу – антигенам, ассоциированным с опухолями и одновременно характерным для эмбриональных клеток.

Данная концепция фактически предлагает смену главенствующей парадигмы отношения к раку и процессам малигнизации, однако имеет под собой достаточно большой объем публикаций, связанных с реверсией клеток опухолей к норме в условиях иммунопривелегированного микроокружения или при пересадке в эмбрион. Есть также ряд публикаций, указывающих на несостоятельность мутационной теории рака.

Биологи для решения стоящих перед ними проблем часто используют эволюционный подход. Однако в последнее время, особенно при поиске путей продления жизни, этот подход используется всё реже. А. В. Макрушин в ряде публикаций предложил эволюционную концепцию онкогенеза и старения. Не принимая все его выводы, можно согласиться со следующим: «онкогенез – это атавистический процесс возвращения особи в эмбриональное состояние, отказ от резистентной стратегии приспособления к ухудшившейся среде».

Исходя из принципа, предложенного в биогенетическом законе, можно утверждать: что было механизмом бесполого размножения у наших предков, сейчас реализуется атавистически в виде онкогенетических процессов. Однако, по нашему мнению, это произошло из-за параллельной эволюции системы иммунитета, не позволяющей реализоваться в виде полноценной регенерации и реювенации древнему механизму в условиях нетолерантной к эмбриональным антигенам среды взрослого организма.

 

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ ВПЛИВУ АТФ ТА МОЛСИДОМІНУ НА РЕАКТИВНІСТЬ СУДИННОЇ СТІНКИ ТА ФУНКЦІЮ МІОКАРДА ЩУРІВ

В. В. Безруков, Л. П. Купраш, Н. В. Сикало, Т. М. Пантелеймонова, Л. Б. Шарабура
ДУ Інститут геронтології ім. Д. Ф. Чеботарьова НАМН України, Київ

Хвороби серцево-судинної системи найбільш поширені серед людей літнього віку і пов’язані вони головним чином з розвитком і прогресуванням атеросклерозу. Одним із основних проявів атеросклерозу є артеріальна гіпертензія, яка часто поєднується з ішемічною хворобою серця (ІХС), стенокардією та іншими серцево-судинними захворюваннями. Для підвищення ефективності лікування хворих на ІХС доцільно включати в комплексну терапію препарати координаційних сполук на основі АТФ, зокрема АТФ-лонг. У хворих на серцеву недостатність може застосовуватись молсидомін, який володіє антиангінальним та артеріодилатуючим ефектом.

Мета – встановити вплив поєднаного застосування АТФ та молсидоміну на реактивність судинної стінки та функцію міокарда дорослих і старих щурів при адекватній коронарній перфузії, ішемії та реперфузії.

Матеріали і методи. Дослідження проведені на дорослих (7-8 міс) і старих (25-26 міс) безпородних щурах-самцях. Вивчали скоротливу здатність ізольованих сегментів грудної аорти при дії АТФ і молсидоміну, а також скоротливу функцію ізольованого перфузованого за Лангендорфом серця при різних режимах перфузії.

Результати. Встановлено, що при окремому застосуванні АТФ і молсидомін не викликали значного розслаблення гладеньких м’язів судинної стінки як у дорослих, так і у старих щурів, тоді як при поєднаному їх застосуванні вони здійснювали виражений вазодилататорний ефект. У дослідах на ізольованому серці щурів показано, що у дорослих тварин сумісне застосування АТФ і молсидоміну суттєво не впливало на показники скоротливої (максимально розвинутий лівим шлуночком тиск – Рмакс, швидкість зростання та зниження тиску у лівому шлуночку – +dP/dt і -dP/dt, відповідно) та ритмічної (ЧСС) функції міокарда при різних режимах перфузії. У старих щурів поєднане застосування АТФ і молсидоміну здійснювало позитивний вплив на функцію міокарда при дії пошкоджуючих факторів – ішемії та реперфузії. При адекватній коронарній перфузії показники скоротливої здатності ізольованого серця та ЧСС старих щурів достовірно не відрізнялись у контрольних і дослідних тварин. При сумісному застосуванні АТФ і молсидомін здійснюють виражений вазодилататорний ефект у дорослих і старих щурів, що сприяє зниженню артеріального тиску. Також поєднане застосування АТФ і молсидоміну у старих щурів покращує скоротливу здатність ізольованого серця, сприяє підвищенню його стійкості до дії пошкоджуючих факторів і підвищує функціональні здатності міокарда у несприятливих умовах.

Висновок. Результати дослідження свідчать про доцільність комплексного застосування АТФ і молсидоміну при лікуванні серцево-судинних захворювань у людей літнього віку, так як дозволить знизити дози препаратів, які застосовуються окремо, та зменшити потенційний ризик виникнення небажаних побічних ефектів.

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕРОПРОТЕКТОРНЫХ СВОЙСТВ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ ДОБАВКИ «МИКС-ФАКТОР»

А. А.  Божков, Е. Г.Иванов, Ю. В. Никитченко
НИИ биологии Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина 

Свободнорадикальная гипотеза старения, несмотря на выявленный ряд противоречий, по-прежнему, остается наиболее обсуждаемой. Понимание ее роли в формировании возраст-зависимых патологий и продолжительность жизни является важным этапом в исследовании механизмов старения. Исследовали взаимосвязь редокс-системы с продолжительностью и качеством жизни. В качестве геропротектора использовали микс-фактор. Исследовали характеристики редокс-системы у 12, 22 и 33 мес крыс линии Wistar, контрольных (интактных) животных и животных, которые начиная с возраста 22 и 30 мес получали пожизненно с питьевой водой потенциальный геропротектор – микс-фактор. При определении качества жизни использовали способность старых животных совершать работу – бег в тредбане. Обнаружили, что в возрастной период от 12 до 33 мес у контрольных животных увеличено содержание гидроперекисей липидов в митохондриях печени на 25 %, в сыворотке крови на 40 %. Это происходило на фоне угнетения активности глутатионпероксидазы в митохондриях печени и сыворотке кровина 25 %. В том случае, если крысы с возраста 22 мес принимали микс-фактор, который проявлял антиокислительные и антирадикальные свойства в системе in vitro, то уменьшалось содержание гидроперекисей липидов до уровня контроля на фоне увеличения активности глутатионредуктазы. Сходный эффект «нормализации» показателей редокс-системы наблюдали и в случае начала приема микс-фактора с возраста 30 мес. Прием микс-фактора сопровождался незначительным эффектом смещения кривых дожития вправо, и это было в большей степени выражено в группе животных, начавших его получать с возраста 30 мес, т.е. на поздних этапах онтогенеза. Наряду с этим показано, что прием микс-фактора старыми животными увеличивал их способность совершать работу. Необходимо отметить, что смещение кривых дожития имело место в период от 25 до 30 мес в случае приема микс-фактора начиная с возраста 22 мес. Если микс-фактор животные получали с возраста 30 мес, то уменьшение смертности проявлялось в период от 33 до 36 мес жизни, а последнее животное в когорте погибло в 41 мес, а не в 37,5 мес как это было в контрольной группе. Следовательно, эффект задержки смертности был относительно кратковременным, что может объясняться эффектом гормезиса. Ранее было показано, что микс-фактор оказывает влияние не только на показатели редокс-системы, но и регулирует функции иммунной системы, детоксикации и проявляет защитный эффект в условиях действия токсических соединений.

 

ВРЕМЯ, ПАМЯТЬ И СТАРЕНИЕ: В КОНТЕКСТЕ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ СТАРЕНИЯ

А. И. Божков
НИИ биологии Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина 

Широчайший спектр исследований, которые проводили за последние 100 лет, не обеспечил решение центральной задачи геронтологии и гериатрии – разработки общей теории старения (ОТС). Как известно, в настоящее время в биологии существуют только три признанные биологические теории: клеточная, эволюционная и генетическая. Разработка ОТС актуальна не только для геронтологии, но и для прогресса всего комплекса биомедицинских наук, так как это обеспечит понимание сущности биологических процессов.

Создание ОТС возможно только тогда, когда удастся объяснить: механизмы, формирующие различия видовой и индивидуальной продолжительности жизни (ПЖ); динамику вымирания по Гомпертцу: увеличение ПЖ при калорийно ограниченной диете (КОД); обеспечить прогноз предстоящей жизни и показать пути регуляции ПЖ. На пути к созданию ОТС стоит комплекс проблем, однако основными являются: отсутствие понятия «биологического времени», не разработана методология исследования темпоральных характеристик процессов непрерывной адаптации организма; наши взгляды на процессы старения чрезвычайно упрощены и механистичны, что ведет к противоречивости полученных данных; отсутствует интерес к решению этих проблем у талантливой молодежи. Это связано с тем, что со времен И. И. Мечникова сложилось мнение о том, что геронтология это наука о стариках, а кому интересны старые, обременяющие общество люди, тогда как геронтология – это наука о биологическом времени и следствиях его течения в живых системах. В докладе сделана попытка анализа экспериментального подхода в геронтологии и обсуждаются ряд методических трудностей при исследовании механизмов адаптивного ответа на внешние воздействия. Особое внимание уделено системе «биологического времени», приводятся примеры нелинейности течения времени в биологических системах. Следствием чего является наличие «чувствительных» и «нечувствительных» состояний метаболизма к факторам среды. На экспериментальных данных показано, что следствием темпоральных особенностей является формирование метаболической памяти (МП), которая определяет выбор стратегии адаптации к последующим влияниям. На разработанных и используемых в лаборатории автора моделях (КОД, формирование избыточной массы тела в раннем онтогенезе) и геропротекторах (метформин, микс-фактор, наночастицы) показано, что увеличение продолжительности жизни имеет гормезисный характер. Впервые эта идея была высказана А. Вайсерманом. «Центральным звеном» при разработке ОТС должны стать особенности метаболической памяти как проявление темпоральности адаптивных процессов, как удачно заметил историк Фернан Бридель: «Настоящее находится больше чем на половину во власти прошлого, упорно стремящегося выжить».

 

ВПЛИВ МЕЛАТОНІНУ НА УЛЬТРАСТРУКТУРНУ ОРГАНІЗАЦІЮ НЕЙРОНІВ НАДЗОРОВОГО ЯДРА ГІПОТАЛАМУСА ЩУРІВ ПРИ СТРЕСІ

Р. Є. Булик, Т. С. Булик, О. В. Сметанюк
Буковинський державний медичний університет, Чернівці 

У зв’язку з вагомою роллю великоклітинних надзорових ядер (НЯ) гіпоталамуса в реалізації адаптаційних можливостей організму актуальним є вивчення характеру їх реагування при впливі на організм експериментальних тварин стрес-чинників та з’ясування ефектів мелатоніну як можливого коректора виявлених стрес-зумовлених змін.

Мета – з’ясувати в різні періоди доби вплив мелатоніну на ультра­структуру НЯ гіпоталамуса щурів, що перебували за умов іммобілізаційного стресу (ІС).

Результати. При утримуванні тварин в умовах стандартного режиму освітлення ультраструктурна організація НЯ гіпоталамуса о 14.00 год свідчить про їх невисоку функціональну активність, порівняно з дослідженнями, проведеними о 02.00 год. Тривале перебування щурів за умов ІС віддзеркалилося істотною перебудовою ультраструк­турної організації НЯ гіпоталаму­са. Встановлені зміни можна розглядати як прояв пригнічення нейросекреторної активності, зменшення продукції нейро­секрета нейронами гіпоталамуса. Ін’єкції мелатоніну на фоні ІС призвели до відносної нормалізації ультраструктурного стану нейронів НЯ гіпоталамуса тварин. Зокрема, о 02.00 год встановлено світлі нейросекреторні клітини, які містили крупніпікнотично змінені ядра. Спостерігали інвагінації каріолеми, домінування еухроматину в ядрі. З боку мітохондрій простежувалися гетерогенні зміни. Помітні збільшені канальці гранулярного ЕПР. Водночас у нейроплазмі помітні невелике число рибосом та небагато гормональних гранул. Вказана картина нейросекреторних клітин віддзеркалює відносне покращання їх електронномікроскопічного стану, свідченням чому є поява нейросек­реторних гранул. Однак ультраструктура інших органелл досліджуваних нейронів вказує на виснажений стан, зумовлений тривалою іммобілізацією.

Висновки. У тварин, які перебували в умовах стандартного фотоперіоду, у нічний період експерименту структурна організація нейронів НЯ гіпоталамуса віддзеркалює вираженість внутрішньо­клітинних синтезувальних процесів о 02.00 год. В умовах ІС ультраструктурна організація вказаних нейронів свідчить про вира­жені порушення реактивного характеру з ознаками зниження функціональної спроможності структур та явищами набряку і деструкції впродовж періоду спостережень. Ін’єкції мелатоніну на фоні ІС призвели до відносного покращання ультраструктурного стану нейронів НЯ гіпоталамуса тварин, свідченням чому є поява нейросек­реторних гранул. Однак ультраструктура інших органел досліджуваних нейронів вказує на виснажений стан, зумовлений тривалою іммобілізацією.

 

SYNERGISM AND ANTAGONISM BETWEEN LONGEVITY GENES

G. Bunu, D. Toren, C. F. Ion, L. Sârghie, I. V. Matei, V. N. C. Samukange, S. Ghenea, R. Tacutu
Systems Biology of Aging Group, Institute of Biochemistry, Romanian Academy, Bucharest, Romania

Genetic interventions can modulate aging and determine lifespan in model organisms. Currently, there are more than 2000 known longevity-associated genes (LAGs); however, understanding the causal relationship between genes and the aging process is still restricted by the lack of information regarding epistasis, in general, and non-linear interactions between LAGs or LAGs and enhancers.

Methods. SynergyAge contains manually curated data from scientific articles with experimentally validated results, describing animal strains which are modified by at least two interventions (mutations, knockout, overexpression, or RNA interference), with single-gene mutants included as a reference. Based on the results obtained, we classify interactions between two interventions as synergistic, almost additive, dependent, or antagonistic and we also define interactions between three or more interventions.

Results. In order to evaluate the synergism and antagonism of LAGs, we developed SynergyAge — a database containing genetic and lifespan data for animal models obtained through multiple longevity-modulating interventions. Based on these data, our next aim was to use network analysis to predict new synergistic combinations of genes.

Conclusion. The SynergyAge database contains more than 1800 combinations of genes and almost 7000 lifespan values for various mutants in C. elegans, D. melanogaster and M. musculus. The data is publicly available at www.synergyage.info and can be easily visualized through a user-friendly web interface. Based on our predictions, we validated experimentally, in the nematode C. elegans, a new synergistic combination of double gene interventions.

This work was supported by the Competitiveness Operational Programme 2014-2020, POC-A.1-A.1.1.4-E-2015.

 

МОРФОМЕТРИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПІНЕАЛОЦИТІВ ЗА РІЗНОЇ ТРИВАЛОСТІ ФОТОПЕРІОДУ

К. В. Власова
Буковинський державний медичний університет, Чернівці 

Біологічні ритми, що сформувалися впродовж багатовікової еволюції, є універсальним інструментом адаптації до періодичних змін навколишнього середовища.

Мета – з’ясувати вплив постійного освітлення на морфо­функ­ціональний стан пінеалоцитів.

Матеріали і методи. Експери­мент проводили шляхом утримування дослід­них тварин за світлового режиму 24.00С:00Т (постійне освітлення) та стандартного світлового режиму 12.00С:12Т впродовж 7 діб. Пара­фінові зрізи фарбували гематоксиліном і еозином. Для комп’ютерної цитометрії отримували цифрові копії зображень досліджуваних структур з використанням мікроскопа ЛЮМАМ-Р8 та цифрової камери.

Результати. О 14.00 год у щурів, які знаходилися за гіпер­ілюмінізо­ваних умов, встановлено вірогідне зменшення (на 12,8 %) розмірів пінеа­лоцита та цито­плазми (на 14 %) щодо тварин, яких утримували за світлового режиму 12.00С:12.00Т. Вияв­лено також вірогідне зниження об’єму ядра пінеалоцита до 111 ± 1,6 мкм3, віро­гідно зростання ядерно-цито­плазматичного коефі­цієнта до 0,157 ± 0,003 од., а  питомого  об’єму ядра до 15,68 ± 0,24 %, зниження питомого об’єму цитоплазми до 84,32 ± 0,86 % щодо інтактних. Показник стандартного відхи­лення забарвлення ядра пінеалоцита тварин о 14.00 год знаходився у межах 9,1 ± 0,18 од. і був вірогідно нижчим на 32,1 % від контроль­ного значення. Оптична густина забарвлення пінеалоцита становила 0,290 ± 0,003 од. і на 22,9 % перевищувала показники інтактних тварин.При нічному спостереженні у тварин з гіпо­функцією залози від­мічали вірогідне зниження показника об’є­му пінеалоцита на 15,8 % порівняно з контрольними величинами. Збільшення  питомого  об’єму  ядра  пінеалоцита  до 16,03 ± 0,20 % та зменшення питомого об’єму цитоплазми клітини до 83,97 ± 0,92 % щодо величин інтактних тварин слугувало причиною зрос­тання ядерно-цитоплазматичного коефіцієнту о 02.00 год, яке перевищувало таке в тварин групи 12.00С:12.00Т на 11,9 %.

Висновки. Тривале інтенсивне освітлення є вагомим стресовим чинником розвитку десинхронозу. Вірогідні відмінності показників між групами тварин, які знаходилися за світлових режимів 12.00С:12.00Т та 24.00С:00Т, чітко вказують на виражене пригнічення функціо­нальної актив­ності пінеалоцитів за умов постійного освітлення.

 

ГІСТОЛОГІЧНІ ЗМІНИ ТА УШКОДЖЕННЯ ДНК НЕЙРОНІВ ГОЛОВНОГОМОЗКУ МИШЕЙ З ДЕФІЦИТОМ  ПОЛІПОПРОТЕЇНА Е ПРИ МОДЕЛЮВАННІ ХРОНІЧНОЇ ЦЕРЕБРАЛЬНОЇ ГІПОПЕРФУЗІЇ

О. Ю. Гарматіна, К. В. Розова, А. Г. Портниченко, Т. Ю. Вознесенська, Т. Ю. Лапікова-Бригінська, М. В. Бєлікова
Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України, Київ 

Патологія магістральних судин голови та шиї у вигляді критичних стенозів та оклюзій брахіоцефальних артерій є причиною гіпоперфузії головного мозку (ГМ), яка, в свою чергу, залучається до механізмів розвитку інсультів та хронічної ішемії. Молекулярно-генетичні механізми ушкодження ГМ при хронічних процесах, зокрема при стено-оклюзивній патології сонних артерій, активно вивчаються з метою розробки нових методів профілактики та лікування. Аполіпопротеїн Е (ApoE) є транспортером холестерину та важливим фактором ризику розвитку атеросклерозу, ішемічної хворобі серця, хвороби Альцгеймера. Участь ApoE у механізмах гіпоперфузії ГМ, яка пов’язана із хронічними критичними стенозами та оклюзіями загальних сонних артерій (ЗСА), зокрема, через вплив на ДНК нейронів, в літературі висвітлена недостатньо.

Мета – вивчити гістологічні зміни та ушкодження ДНК нейронів головного мозку мишей з дефіцитом ApoE при хронічній церебральній гіпоперфузії (ХГ).

Матеріали і методи. Експерименти проведені на 40 самцях мишей віком 6 тижнів (вага 18-20 г) WT та АроЕ КО. Тварини були розподілені на 4 групи по 10 у кожній: 1 – контрольна WT, 2 – контрольна АроЕ КО, 3 – тварини WT, яким моделювали ХГГМ, 4 – АроЕ КО тварини, яким моделювали ХГ ГМ. Маніпуляції проводились на анестезованих кетаміном (60 мг/кг, i.p.) тваринах. ХГ ГМ моделювали перев’язкою лівої ЗСА. Через 8 тижнів після оклюзії ЗСА вивчали особливості ушкодження нейронів поля СА1 гіпокампа на стороні оклюзії та ДНК нейронів ГМ методом ДНК-комет. За співвідношенням ДНК у “голові” та “хвості” комети поділяли на 5 класів (0-4). Cтатистично достовірними вважали результати при  р < 0,05.

Результати. Початкові рівні пошкодження ДНК та клітин гіпокампа були вищими у групах  АроЕ КО тварин в порівнянні з відповідними групами WT тварин. В умовах ХГ ГМ у АроЕ тварин показана відсутність статистичної вірогідності щодо кількості пошкоджених нейронів (3-4 класи ДНК-комет) унілатерально порівняно з контрольною групою і цей показник становив 6,14 ± 0,57 %, а кількість пошкоджених нейронів поля СА1 гіпокампа становила 33,8 ± 4,6 % (порівняно з 18,8 ± 1,8 % у контрольній групі).

Висновки. Отримані результати передбачають участь АроЕ у механізмах пошкодження мозку при хронічній церебральній гіпоперфузії.

 

ОСОБЛИВОСТІ РОЗВИТКУ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕСУ В РІЗНИХ ТКАНИНАХ ПРИ МОДЕЛЮВАННІ ХВОРОБИ ПАРКІНСОНА

О. О. Гончар1, І. М. Карабань2, Н. В. Карасевич2, В. І. Носар1, Л. В. Братусь1, І. М. Маньковська1
1Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України, Київ
2ДУ Інститут геронтології ім. Д. Ф. Чеботарьова НАМН України, Київ

Оксидативний стрес (ОС) характеризується дисбалансом між утворенням активних форм кисню (переважно в мітохондріях) та їх детоксикацією, що призводить до оксидації та пошкодження протеїнів, ДНК і ліпідів. ОС вважається патологічним механізмом, притаманним нейро-дегенеративним захворюванням, включаючи хворобу Паркінсона (ХП). Чутливість до оксидативного пошкодження є особливо вираженою в тканинах з високим рівнем споживання кисню (головний мозок, серце, печінка), однак, відомості щодо особливостей про- та антиоксидантного балансу за ХП у цих тканинах залишаються фрагментарними.

Метою даної роботи було порівняльне дослідження цих особливостей і механізмів розвитку ОС у мітохондріях (Мх) мозку, печінки та серця щурів при моделюванні ХП за допомогою тривалого введення ротенону.

Матеріали і методи. У роботі були задіяні біохімічні, біофізичні, молекулярно-генетичні та математичні методи дослідження.

Результати. Встановлено, що загальними рисами зрушення про- та антиоксидантного гомеостазу в Мх усіх досліджуваних тканин є посилення процесів перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) та окисної модифікації білків (ОМБ) на тлі пригнічення антиоксидантних захисних ланок. При цьому в Мх мозку реєструється найбільший ступінь зростання кількості вторинних продуктів ПОЛ, а в Мх серця та печінки – найбільший приріст карбонільних груп – продуктів ОМБ. При ротеноновій інтоксикації в Мх мозку відмічається найбільш низька активність та експресія глутатіон-залежних та НАДФ+-генеруючих ферментів, що кореспондує з найбільшим зниженням концентрації відновленого глутатіону та співвідношення відновленого до окисленого глутатіону. У наших дослідах виявлено компенсаторну реакцію з боку антиоксидантного захисту за умови введення ротенону – це збільшення активності та експресії білка MnSOD у Мх серця. Загальним механізмом розвитку ОС при моделюванні ХП є мітохондріальна дисфункція, яка виникає за рахунок блокади комплексу дихального ланцюга Мх і супроводжується зниженням  мембранного потенціалу та швидкості синтезу АТФ, порушенням кальцієвого гомеостазу та відкриттям мітохондріальної пори. Найбільш виражена мітохондріальна дисфункція відмічалася в мозку та печінці. Різке зниження в серці експресії гену DJ-1 та генів факторів транскрипції HIF-1α, HIF-2α, HIF-3α може вказувати на безпосередню участь молекулярно-генетичних механізмів і різноманітних сигнальних шляхів у розвитку ОС при моделюванні ХП.

 

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ПОСТРАДИАЦИОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ РЕАКТИВНОСТИ СОСУДОВ У СТАРЫХ КРЫС С ПОМОЩЬЮ КВЕРЦЕТИНА

Е. Н. Горбань, А. В. Паршиков, Н. А. Утко
ГУ “Институт геронтологии им. Д. Ф. Чеботарёва НАМН Украины”, Киев 

В условиях действия ионизирующего излучения существенно ускоряется темп старения организма. Доказана ключевая роль периваскулярной жировой ткани (ПВЖТ) в регуляции сосудистого тонуса как в нормальных физиологических условиях, так и при патологии. Известна высокая эффективность применения кверцетина в качестве  радио- и ангиопротектора.

Цель – изучить возможность предотвращения пострадиационных изменений реактивности изолированных сосудов старых крыс с помощью флавоноидного препарата  кверцетина.

Материалы и методы.Старых (24-25 мес) беспородных крыс-самцов подвергали однократному  R-облучению в дозе 7 Гр с последующим введением внутрижелудочно кверцетина в дозе 10 мг/кг массы тела, дважды в неделю в течение 3-х недель, начиная со следующего дня после облучения. Сократительную активность фрагментов торакальной аорты (ТА) и мезентериальной артерии (МА) исследовали  в  проточной  камере. Силу сокращений измеряли с помощью тензометрических датчиков.

Результаты. Сосуды крыс контрольной группы реагировали на присутствие ПВЖТ различным образом. В реакциях сосудов облученных животных значительно увеличивалась сократительная активность фрагментов TA, независимо от наличия ПВЖТ, и снижалась амплитуда РЕ-сокращений МА, наиболее выражено в фрагментах с ПВЖТ. Сократительные реакции сосудов облученных животных, получавших кверцетин, достоверно не отличались от показателей контрольной группы. Полученные данные согласуются с представлениями о том, что пострадиационные нарушения в регуляции сосудистого тонуса имеют системный характер и могут вызвать компенсаторные изменения сократительной функции гладких мышц в сосудах резистивного и мышечного типа. Кроме того, особенности сократительных реакций фрагментов МА облученных животных дают основания рассматривать ПВЖТ как еще одну мишень для патофизиологичного влияния R-облучения. Сложный характер влияния ПВЖТ на эндотелий-зависимые реакции фрагментов МА свидетельствует об изменении спектра вазоактивных медиаторов, которые секретируются до и после R-облучения.

Выводы. Однократное рентгеновское облучение крыс в дозе 7 Гр вызвало нарушения в регуляции сократительной деятельности сосудов (МА, ТА). Курсовое введение препарата кверцетина облученным крысам приводило к частичной нормализации сократительных и дилататорних реакций исследованных сосудов.

 

SIRT6 FUNCTION IN LONGEVITY AND GENOME STABILITY

Vera Gorbunova1, Andrei Seluanov, Mathew Simon, Jiping Yang, Yousin Suh
1University of Rochester, NY, USA

Species of mammals differ dramatically in their maximum lifespan and cancer susceptibility. We investigate mammalian species that naturally evolved long lifespan and cancer resistance with the goal of understanding molecular mechanisms of longevity and cancer resistance and then applying them to benefit human health. Remarkably, long-lived animal species, in general, have more efficient DNA double-strand break repair. Recent study from our group, showed that the protein responsible for more efficient DNA repair in long-lived species is SIRT6. In long-lived rodents SIRT6 has higher biochemical activities. We identified centenarian variant of SIRT6 that is better at stimulating DNA repair than the wild type SIRT6, and is also more active as a tumor suppressor. We propose that specific SIRT6 activators may be developed for cancer prevention and lifespan extension.

REJUVENATION BIOTECHNOLOGY: WHY AGE MAY SOON CEASE TO MEAN AGING

Aubrey D.N.J. de Grey, Ph.D.
SENS Research Foundation, Mountain View, California, USA 

People are living longer — no longer because of reduced child mortality, but because we are postponing the ill-health of old age. But we’ve seen nothing yet: regenerative medicine and other new medicines will eventually be so comprehensive that people will stay truly youthful however long they live — which, since most people these days die of age-related health issues, means they may mostly live very long indeed. I will discuss both the biology and the sociology of what will be the most momentous advance in the history of civilisation. In particular, I will touch on a selection of the key rejuvenation technologies that are now being developed at SENS Research Foundation, as well as those that have advanced far enough to be of interest to the investment community and are thus being pursued in startup companies.  Additionally, I will discuss the impact — a positive impact! — that COVID-19 is set to have on medical progress wordwide, especially in relation to aging. Finally, I will explain some aspects of my near-term and medium-term predictions for the future of this field.

 

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ РЕПАРАТИВНОЇ РЕГЕНЕРАЦІЇ ПЕРИФЕРИЧНОГО НЕРВА У МИШЕЙ

А. С. Демидчук1, С.  М. Шамало1, І. Ф. Лабунець2, С. І. Савосько1,2, Т. М. Пантелеймонова2, Н. О. Утко2,  Ю. Б. Чайковський1,2, Г. М. Бутенко2
1Національний медичний університет імені О. О. Богомольця МОЗ України, Київ
2ДУ ”Інститут генетичної та регенеративної медицини НАМН України”, Київ 

Дегенерація периферичних нервів  при травмах викликає порушення моторних і сенсорних функцій, які у людей різного віку  можуть мати свої особливості.

Мета – дослідити морфо-функціональні зміни сідничого нерва у мишей при старінні та визначити їх особливості за умов його ушкодження.

Матеріали і методи. Мишей лінії FVB/N віком 6-8 міс (дорослі) і 14-16 міс (старіючі) розділили на групи: травма (перерізання) сідничого нерва, псевдооперований контроль та інтактні тварини. Через 2 і 4 тижні після операції проводили морфометрію гістологічних препаратів ушкодженого нерва, вивчали структуру регенераційної невроми. Рухову функцію  оцінювали в тестах «відкрите поле»  і «відбитки підошовних поверхонь стопи». Визначали вміст малонового діальдегіду (МДА) в м’язах у зоні травми.

Результати. У інтактних мишей з віком зменшувалось число нервових волокон у нерві та рухова активність. Через 2 тижні після травми число нервових волокон у дистальному відрізку нерва мишей обох вікових груп суттєво менше, ніж в контрольних групах. Через 4 тижні значення показників суттєво підвищувались проти 2 тижнів, особливо виразно у дорослих мишей. При цьому регенерація травмованого нерва на 2-й і 4-й тиждень після операції становила у дорослих мишей – 70 % і 87 %, відповідно, у старіючих – 45 % і 73 %, відповідно. Якщо через 2 тижні після операції ділянка регенераційної невроми у дорослих мишей містила  нервові  волокна  з  прямолінійним  ходом  та конусами росту, то у старіючих – значні зони фіброзу, затримані колби росту і рекурентні нервові волокна. Через 4 тижні після травми в невромі дорослих тварин, на відміну від старіючих, всі нервові волокна мали прямолінійний хід, а зони фіброзу були незначними за рахунок кращої васкуляризації. У мишей обох вікових груп  рухова активність суттєво падала через 2 тижні після травми і зростала через 4 тижні, більш виразно у дорослих мишей.  Вміст МДА у м’язах дорослих і старих мишей зростав проти контролю через 2 тижні після травми і зменшувався через 4 тижні.

Висновки. У мишей з віком спостерігається сповільнення темпів регенерації травмованого сідничого нерва. Результати можуть бути корисними при розробці підходів до репаративної регенерації периферичних нервів у старіючому організмі.

ЗМІНИ ЕКСПРЕСІЇ МАРКЕРІВ ПЛЮРИПОТЕНТНОСТІ ТА СТАРІННЯ КУЛЬТУРИ ФІБРОБЛАСТІВ ЗА ВПЛИВУ БУРШТИНОВОЇ КИСЛОТИ

Є. Деніс, О. Барсуков, Т. Папуріна, О. Забуга, Д. Красненков
ДУ Інститут геронтології ім. Д. Ф. Чеботарьова НАМН України, Київ 

Бурштинова кислота – це органічна двохосновна насичена карбонова кислота (C4H6O4), яка природно зустрічається в живих організмах. Вона є важливим проміжним продуктом обміну живих організмів, бере участь у процесах клітинного дихання. В лікарських препаратах бурштинова кислота застосовується в якості активної речовини, що поліпшує метаболізм і енергозабезпечення тканин, зменшує  їх гіпоксію.

Мета – дослідити вплив бурштинової кислоти на експресію маркерів сенільності та плюрипотентності за умов зниженого рівня кисню в середовищі при довготривалому культивуванні.

Матеріали і методи. Культуру первинних фібробластів дерми отримували у здорового донора-добровольця. Культивували в середовищі ДМЕМ з додаванням 10 % FBS при 100% вологості, температурі 37оС, 5 % СО2, а також 1.1 % О2. Попередньо були визначені перспективні концентрації бурштинової кислоти за допомогою МТТ-тесту. Фібробласти культивували з концентраціями бурштинової кислоти 0,2 мМ, 1,0 мМ, 1,5 мМ. Контрольна група утримувалась за тих же умов, але у середовищі без бурштинової кислоти. Культури вели протягом 16 пасажів, після чого клітинний урожай, зібраний з окремих груп, зазнав підготовки до визначення експресії за допомогою полімеразної ланцюгової реакції в реальному часі. Даним методом детектували експресію маркерів плюрипотентності (lin28, cMyc, SOX, Okt4) та сенільності (р16, DPP4).

Результати. В умовах зниженої кількості кисню в середовищі та за максимальної концентрації бурштинової кислоти (1,5 мМ) спостерігалось потужне зростання експресії усіх досліджених маркерів плюрипотентності. Рівень матричної РНК генів lin28, cMyc, SOX, таOkt4 був драматично вищим в групі, що постійно перебувала під впливом високих концентрацій сукцинату. Менші концентрації жодного суттєвого ефекту не спричиняли. Паралельно до росту експресії маркерів плюрипотентності у тій же групі спостерігався сильно знижений рівень експресії маркерів старіння клітинної культури. Рівень експресії р16 був найвищим у контролі і дозозалежно спадав в клітинах, що зазнавали дії бурштинової кислоти. Найнижчий рівень, відповідно, спостерігався за концентрації 1,5 мМ. Для рівнів мРНК DPP4 спостерігалась аналогічна тенденція, хоча і не настільки яскраво виражена.

Висновок. Виявлено явище сильної стимуляції експресії маркерів плюрипотентності за умов гіпоксії та високих концентрацій бурштинової кислоти, яке відбувається паралельно зі спадом рівня сенільних маркерів. Відмічені закономірності потребують більш поглибленого дослідження та перевірки.

 

МОЛЕКУЛЯРНІ ПОРУШЕННЯ СУБХОНДРАЛЬНОЇ КІСТКИ Й СУГЛОБОВОГО ХРЯЩУ ЗА ОСТЕОАРТРОЗУ

Н. В. Дєдух1, Н. М. Яковенчук2
1 ДУ Інститут геронтології ім. Д. Ф. Чеботарьова НАМН України, Київ
2 Комунальне підприємство Сумська обласна клінічна лікарня, Суми 

Суглобовий хрящ і субхондральна кістка утворюють біокомпозитну систему, яка виконує ряд важливих функцій завдяки біомеханічному та біологічному процесам. В останні роки розробляється концепція остеоартрозу (ОА) на основі негативної зміни остеохондральних взаємовідношень, а саме молекулярних чинників, бо їхні зміни в цих двох тканинах мають перехресну дію.

Мета – в експерименті на щурах в умовах моделювання ОА та остеопорозу дослідити особливості деяких молекулярних взаємовідносин у суглобовому хрящі й субхондральній кістці колінного суглоба, які виникають в умовах поєднання цих патологій.

Матеріали і методи. Дослідження проведено на 24 щурах-самицях. Використано двосторонню оваріоектомію, яку розглядають як валідну модель розвитку як остеопорозу, так і ОА в щурів. Контролем слугували хибно оперовані тварини. Проведено гістологічні та імуногістохімічні дослідження експресії остеопротегерину (OPG) і RANKL, склеростину, ендотеліального фактору росту (VEGF), матриксної металопротеїнази-1 (колагенази) за використання імуногістохімічного аналізу (відповідно до інструкції комерційних наборів). Для оцінки стану визначених макромолекул у суглобовому хрящі й субхондральній кістці використано напівкількісну шкалу F. Allred.

Результати. Встановлено особливості розподілу RANKL і OPG та їхню експресію клітинами суглобового хряща й субхондральної кістки. Підвищена продукція RANK призводить до аномальних змін остеогенезу, що проявляється формуванням ділянок кісткової тканини в зонах хрящу, що не кальцифікується. Також на цей процес впливає підвищена експресія VEGF хондроцитами, змінених остеоартрозом. У суглобовому хрящі кількість імунопозитивних хондроцитів до склеростину знижувалась у 1,4 рази, натомість у субхондральній кістці кількість імунопозитивних остеоцитів підвищувалась у 1,3 рази порівняно з хибно оперованими тваринами. Доведено, що остеобласти та хондроцити внаслідок проявів ОА експресують ММП-1 у різних співвідношеннях, що посилює стан дегенеративних змін в суглобі.

Висновок. Визначення молекулярних патофізіологічних механізмів, що беруть участь у взаємодії між субхондральною кісткою та суглобовим хрящем, важливо для розробки терапевтичного втручання з метою поліпшення результатів лікування хворих на ОА.

 

SMALL MOLECULES FOR CELL REPROGRAMMING: DO THEY MATTER LIFE SPAN EXTENSION?

V.E. Fraifeld1,3, A. Knyazer1, G. Bunu2, D. Toren2, T. Bucaciuc Mracica2, M. Tombak1, R. Tacutu2, Y. Segev1, M. Wolfson1, K. K. Muradian3
1The Shraga Segal Department of Microbiology, Immunology and Genetics, Center forMultidisciplinary Research on Aging, Ben-Gurion University of the Negev, Beer-Sheva, Israel
2 Systems Biology of Aging Group, Institute of Biochemistry of the Romanian Academy, Bucharest, Romania
3State Institution “D. F. Chebotarev Institute of Gerontology, NAMS of Ukraine”, Kyiv

If the somatic stem cells would be able to maintain their regenerative capacity over time, this might, to a great extent, resolve rejuvenation issues. Unfortunately, the pool of adult stem cells is limited, and they undergo cell aging with a consequent loss of functionality. This in turn greatly affects the tissue regenerative capacity and eventually contribute to organismal aging.

Induced pluripotency (iP), a state where somatic differentiated cells become functionally similar to embryonic stem cells, or cell reprogramming may serve as a solution. The breakthrough findings of iP, first discovered by Takahashi and Yamanaka in 2006 by ectopic overexpression of four stemness-related transcription factors (TFs: Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc; OSKM in short) in mouse fibroblasts and then repeated in human fibroblasts, proved the plasticity potential of differentiated cells to rejuvenate back to the ESC-like state. Still, the exogenous introduction of transgenes provides a low yield, both in vitro and in vivo, and might have undesirable complications, including tumorigenicity.

Recently, a number of small molecules (SMs) that are able to induce or enhance cell reprogramming have been discovered, presenting definite advantages and being safer compared to TFs. These SMs were able to induce cellular reprogramming by themselves, thus either fully replacing the essential TFs or by increasing their expression. A total of ten cocktails that contain only SMs with cell reprogramming activity have been established and tested thus far. Here, we undertook for the first time a systemic analysis of SMs and their targets, considering age-related conditions and longevity-promoting interventions.

Data mining and curation brought about 92 SMs that can either induce or enhance pluripotency, alone or in combination with TFs. The SM targets fall into three major functional categories: epigenetics, intra- and inter-cellular signaling, and metabolic “switchers”. All these categories appear to be required in each SM cocktail in order to induce cell reprogramming. Remarkably, many enriched pathways of SM targets are related to aging, longevity, and age-related diseases, thus presumably connecting them with the process of cell reprogramming. The network analysis indicates that SM targets are highly interconnected and form PPI networks of a scale-free topology, with an extremely high contribution of hubs to the average network connectivity. The results obtained suggest that (i) SM targets act in a cooperative manner; (ii) the PPI networks formed by SM targets exhibit a high integrity and resistance to random attacks.

We have recently hypothesized that cell reprogramming is a natural process which is triggered and regulated by two major networks – a genetic network (transcription factors, e.g. Yamanaka’s factors, OSKM) and a chemical network (metabolites, e.g. similar to SMs). In line with this hypothesis are our data demonstrating that (i) a large number of SMs used for cell reprogramming are found in the human metabolome (derivatives of nucleotides, fatty acids, etc.), and that (ii) many more metabolites are functionally similar to SMs, thus offering the potential of being cell reprogramming agents. In addition to the chemical factors, environmental factors such as hypoxia and/or hypercapnia may greatly influence the cell dedifferentiation process. Further supporting our hypothesis are the data on common targets of SM cocktails and Yamanaka’s factors. Surprisingly, this comparison revealed an insignificant overlap between the OSKM targets and the targets of most SM cocktails. Altogether, this suggests that the two systems, chemical (SMs) and genetic (TFs), might have co-evolved, cooperating with each other, and thereby substantially increasing the efficiency of cell reprogramming. Moreover, in some conditions the concentrations of SM-like natural metabolites could spontaneously reach levels which would be sufficient for triggering cell reprogramming. It is tempting to speculated that probability of such combinations of natural SMs would be particularly higher in species with extreme longevity, thus explaining in part the very origin of this phenomenon. 

Of note, many SMs were tested for their ability to extend life span of model organisms. We found a remarkable overlap between SM targets and longevity genes as well as the genes related to cellular senescence.

All in all, further investigation of SMs and their relationships with longevity regulators will be helpful for developing the most optimal SM cocktails for cell reprogramming with a perspective for rejuvenation and life span extension.

 

ВІКОВІ ВІДМІННОСТІ ЩІЛЬНОСТІ МЕЛАТОНІНОВИХ РЕЦЕПТОРІВ ТИПУ 1В У НЕЙРОНАХ БІЧНОГО ПЕРЕДЗОРОВОГО ЯДРА ГІПОТАЛАМУСА

В. Р.  Йосипенко, Р. Є. Булик
Буковинський державний медичний університет, Чернівці 

На сьогодні спостерігається зростання популяції людей літнього віку. Серед проблем, характерних для цього вікового періоду, відзначається порушення якості та/або тривалості сну, що впливає на розвиток патологічних процесів та рівень загального здоров’я. В людському організмі є мозкова система регуляції циклу сон-неспання, де ключову роль відіграє бічне передзорове ядро (БПЯ) гіпоталамуса.

Мета – з’ясувати кількісні характеристики щільності мелатонінових рецепторів (МР) типу 1В у нейронах бічного передзорового ядра гіпоталамуса зрілих та старих щурів у різні періоди доби.

Матеріали і методи. Експерименти проводили на 24 білих нелінійних щурах-самцях. Щільність рецепторів досліджували за допомогою імуногістохімічного методу, використовуючи первинні антитіла проти рецепторів до мелатоніну типу 1В (Abcam). Для візуалізації використовували мікроскоп Delta Optical Evolution 100 та цифрову камеру Olympus SP550UZ. Для виявлення циркадіанних відмінностей у досліджувальних структурах забір матеріалу здійснювали о 14.00 та о 02.00 год.

Результати. Встановлено, що позитивне забарвлення на МР типу 1В охоплювало оболонку, цитоплазму та ядро нейронів. Забарвлення носило дрібногранулярний характер і його особливістю у порівнянні з забарвленням на мелатонінові рецептори типу 1А було те, що воно було нерівномірним від нейрона до нейрона.

Найвища щільність МР типу 1В у нейронах БПЯ гіпоталамуса спостерігається у зрілих щурів о 02.00 год доби. Зокрема, о 02.00 год оптична густина імуногістохімічного забарвлення на рецептори до мелатоніну типу 1В становила  0,246 ± 0,0017 од. опт. густини, а о 14.00 год. оптична густина рецепторів до мелатоніну типу 1В складала 0,263 ± 0,0016 од. опт. густини.

Порівнюючи дані результати із оптичною густиною МР типу 1Ву старих щурів, можна стверджувати, що у останніх відмічається зниження їх щільності. Так, оптична густина МР типу 1В у нейронах БПЯ гіпоталамуса старих щурів о 02.00 год  складає 0,202 ± 0,001 од. опт. густини, тоді як о 14.00 год. вона становить 0,218 ± 0,0015 од. опт. густини.

Таким чином, щільність мелатонінових рецепторів типу 1В у нейронах БПЯ гіпоталамуса щурів характеризується чітким циркадіанним ритмом. Найвища щільність МР типу 1В відмічається о 02.00 год, тоді як о 14.00 год вона знижується. У старих щурів щільність МР типу 1В у середньому є нижчою, ніж у зрілих.

MORPHO-FUNCTIONAL CHANGES IN RATS’  PANCREAS  UNDER HIGH-FAT DIET-INDUCED INSULIN RESISTANCE AND ITS PHARMACOLOGICAL TREATMENT  IN DIFFERENT AGE

T. Yu. Kvitnitskaya-Ryzhova, H. V. Kosiakova1, S. P. Lugovskoy, S. A. Mykhalskiy, P. P. Klymenko, S. P. Malysheva, O. S. Tkachenko1
State Institution “D. F. Chebotarev Institute of Gerontology, NAMS of Ukraine”, Kyiv
1Palladin Institute of Biochemistry, National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev 

Diabetes mellitus (DM) is one of the leading age-related diseases in the world. Its prevalence, according to WHO, will increase steadily, together with the population aging. Therefore, the study of the age-related features of its morphogenesis and search for new approaches to its treatment in different ages, remains one of the topical issue of modern science.

The aim of this study was to determine the set of structural and functional changes in pancreatic islets (PI) of obesity-induced insulin resistant (IR) rats of different age (young and old) fed with prolonged (6 month) high-fat diet (HFD) (58% of fat) and further treatment with N-Stearoylethanolamine (NSE), a bioactive N-Acylethanolamine.

Materials and methods. Alimentary obesity-induced IR model in rats of two age groups was used to investigate the influence of age and NSE treatment on pancreas morphology (using histological, histochemical and immunohistochemical techniques) and on several biochemical parameters associated with DM onset.        

Results. The NSE administration normalized pancreas morphology which was more affected in the old IR group; the signs of inflammation, edema, fibrosis and steatosis were somehow diminished and PI area became significantly increased. The amount of the functionally active A-F-positive insulinocytes increased and TUNEL-positivecells, involved in apoptosis process – decreased. Compensatory hyperplasia in the affected pancreas of both age was an important indicator of NSEstimulating effect.

Conclusions. Protective effects of NSE on morpho-functional state of pancreas in HFD-induced IR rats of both ages are associated not only with its anti-inflammatory, anti-oxidant and anti-dyslipidemic properties but also with activation of PI hyperplasia and β-cells compensatory mechanisms. Our findings of the pronounced PI compensatory hyperplasia as well as the duct epithelium activation after NSE administration both in the intact and in the HFD-induced IR rats of different age revealed the strong capacity for islets regeneration, enlargement and activationthat is preserved even in the old animals.

 

ВІКОВІ МОРФО-ФУНКЦІОНАЛЬНІ ЗМІНИ МАСТОЦИТІВ МІОКАРДУ ПРИ МОДЕЛЮВАННІ ІНСУЛІНОВОЇ РЕЗИСТЕТНОСТІ ТА ЇЇ ФАРМАКОЛОГІЧНІЙ КОРЕКЦІЇ

Т. Ю. Квітницька-Рижова, С. П. Луговський, П. П. Клименко, С. А. Михальський, С. П. Малишева
ДУ “Інститут геронтології ім. Д.Ф. Чеботарьова НАМН України”, Київ 

Мастоцити (М) завдяки здатності синтезувати біологічно-активні речовини (гістамін, простаноїди, протеази, цитокіни, хемокіни та ін.) приймають участь в регуляції багатьох процесів в нормі та при патології. Натомість, морфо-функціональні зміни М при старінні залишаються недостатньо вивченими, що ускладнює визначення їх ролі при розвитку вік-залежній патології, в тому числі інсулінової резистентності (ІР) та цукрового діабету 2 типу.

Мета – вивчити морфологічні зміни та кількісний склад М міокарду лівого шлуночка серця (МЛШ) у молодих і старих щурів при моделюванні ІР та її корекції N-стеароїлетаноламіном(N-Stearoylethanolamine; NSE).

Матеріали і методи. Обстежені молоді (4 міс) і старі (16 міс) щури-самці «Вістар» з ІР (гр. ІР), яку відтворювали в експерименті шляхом тривалого (6 міс) утримання на жировій дієті. Частина цих тварин впродовж 2-х тижнів отримували NSE (50 мг/кг; гр. ІР+NSE). Контролем слугували інтактні щури відповідного віку (гр. ІК) та щури, які отримували NSE (гр. NSE). Морфологічні зміни М вивчали на гістологічних зрізах МЛШ, пофарбованих гематоксиліном і еозином, толуїдиновим синім та за методом Браше. Використовували показники загальної кількості (ЗК) М на 1 мм2 зрізу, кількості клітин в периваскулярній зоні і в стромі міокарду, а також індекс їх співвідношення (ІС).

Результати. У щурів гр. ІК при старінні значимих морфологічних відмінностей М в МЛШ не виявлено. Показник ЗК М у молодих тварин – 20,4 ± 2,5 на мм2, у старих – 25,7 ± 3,5 на мм2 (р > 0,05). Разом із цим при старінні переважною локалізацією М була периваскулярна сполучна тканина (ІС у старих щурів – 2,4; у молодих – 1,5). При ІР ЗК М в МЛШ збільшувалася порівняно з ІК молодим щурами (35,5 ± 3,4 на мм2 (р < 0,05) і залишалася без змін у старих. Разом із цим у молодих тварин значимо (р < 0,05) збільшувалася кількість М в периваскулярній зоні (ІС – 2,8 проти 1,03 у молодих щурів). При корекції ІР NSE у щурів обох вікових груп ЗК М не змінювалася порівняно із групою ІР. Натомість у молодих тварин, на відміну від старих, порівняно з групами ІК та ІР значимо (р < 0,05) зменшувалась кількість М в периваскулярній зоні МЛШ (ІС у молодих щурів – 0,75; у старих – 1,3).

Висновки. При моделюванні ІР характер реагування М в МЛШ має вікові особливості, що проявляється найбільш вираженими реактивними змінами М молодих щурів у порівнянні зі старими. Вплив NSE нормалізує морфо-функціональний стан М в МЛШ молодих і старих щурів, що характеризується наближенням показників, що вивчались, до рівня контролю.

 

ВЛИЯНИЕ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ НА СТРУКТУРНЫЕ И УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЯДА ОРГАНОВ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ У МЫШЕЙ РАЗНОГО ВОЗРАСТА

Т. Ю. Квитницкая-Рыжова1, С. П. Луговской1, П. П. Клименко1, С. А. Михальский1, С. П. Малышева1, Е. К. Топорова2
1ГУ «Институт геронтологии им. Д. Ф. Чеботарёва НАМН Украины», Киев
2Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины, Киев 

Изучение возрастных особенностей развития сахарного диабета (СД) и поиск новых подходов к его лечению, с учетом возрастного фактора, остается одной из актуальных задач современной медико-биологической науки.

Цель – изучить возрастные особенности влияния генной терапии PEI-pDNA комплексом, несущим ген препроинсулина человека, на морфофункциональные характеристики внутренних органов, в наибольшей степени подверженных диабетической дисфункции, при стрептозотоцин-индуцированном СД у мышей разного возраста.

Материалы и методы. СД моделировали у 3- и 20-месячных мышей c помощью введения стрептозотоцина (40 мг/кг на 0,1 М цитратном буфере, 1 раз в сутки, в течение 5 суток). Через 4 недели после развития устойчивой гипергликемии в печень вводили плазмидный комплекс PEI-pDNA, несущий ген препроинсулина человека. На 30 сутки после введения плазмиды c помощью гистологических, электронномикроскопических, гистохимических и иммуногистохимических методов изучали морфофункциональные особенности поджелудочной железы, миокарда, печени и почки молодых и старых мышей.

Результаты. У молодых животных применение генной терапии оказало нормализующее воздействие на структуру и ультраструктуру изученных органов, способствовало уменьшению выраженности дистрофических и деструктивных изменений в клетках их паренхимы и микроциркуляторного русла, снижению интенсивности апоптоза, а также стимуляции развития компенсаторно-приспособительных гиперпластических процессов. У старых животных наблюдался незначительный положительный эффект терапии или его отсутствие. Нередко происходило ухудшение некоторых параметров структурной и ультраструктурной организации органов, сохранение высокой интенсивности апоптоза и развитие осложнений в виде инсулита.

Выводы. Влияние комплекса PEI-pDNA, содержащего ген препроинсулина человека, на морфофункциональные характеристики внутренних органов при СД у мышей имеет различную эффективность в разном возрасте: высокую у молодых и незначительный эффект, его отсутствие, или ухудшение у старых, что проявлялось в различной степени в разных тканях. При разработке стратегии лечения СД, в частности, при использовании генной терапии, необходимо учитывать возрастной фактор.

 

ВІКОВІ МОРФО-ФУНКЦІОНАЛЬНІ ЗМІНИ ОРГАНІВ ПРИ МОДЕЛЮВАННІ ІНСУЛІНОРЕЗИСТЕНТНОСТІ ТА ЦУКРОВОГО ДІАБЕТУ, СПРИЧИНЕНИХ АЛІМЕНТАРНИМ ОЖИРІННЯМ, ТА ЇХ ФАРМАКОЛОГІЧНІЙ КОРЕКЦІЇ

Т. Ю. Квітницька-Рижова1, С. П. Луговський1, П. П. Клименко1, С. А. Михальський1, С. П. Малишева1, Г. В. Косякова2, О. С. Ткаченко2
1ДУ «Інститут геронтології ім. Д. Ф. Чеботарьова НАМН України», Київ
2Інститут біохімії імені О.В. Палладіна НАН України, Київ 

Мета роботи – оцінити вікові структурні та ультраструктурні зміни, а також інтенсивність апоптозу клітин різного типу в підшлунковій залозі (ПЗ), печінці, нирці, серці та мозку у щурів двох вікових груп при моделюванні інсулінорезистентності (ІР)та цукрового діабету (ЦД) 2 типу та їх корекції N-стеароїлетаноламіном (NSE).

Матеріали і методи. Молоді (4 міс) і старі (16 міс) щури-самці «Вістар» з ІР, яку відтворювали шляхом їх тривалого (6 міс) утримання на жировій дієті (58 % жиру). Частина тварин впродовж 2-х тижнів отримували NSE (50 мг/кг; гр. ІР+NSE) як варіант терапевтичного лікування експериментальної патології. Контролем слугували інтактні щури та щури, які отримували NSE, відповідного віку. Шматочки тканини ПЗ, печінки, нирки, міокарду лівого шлуночка, гіпокампу та кори мозку обробляли за допомогою загальноприйнятих методів світлової, електронної мікроскопії із застосуванням морфометрії. Апоптоз в клітинах різного типу вивчали за допомогою TUNEL-методу, підраховували апоптотичний індекс (АІ).

Результати. У молодих і старих тварин за умов експериментальної патології встановлені основні кількісні та якісні маркери патоморфологічних змін, включаючи ультраструктурні зміни мітохондрій, прояви запалення та апоптозу клітинних та неклітинних компонентів зазначених органів, а також їх гісто-гематичних бар’єрів. Відмічені жирова дистрофія печінки, прояви діабетичної кардіоміопатії (набряк кардіоміоцитоів, перивазальний фіброз, значний ріст АІ ендотеліоцитів) та нефропатії, атрофія та стеатоз ПЗ, що були більш демонстративними у старих тварин. При застосуванні NSE відмічені певні позитивні зміни, що проявлялись по-різному в різних органах, в першу чергу в печінці (зменшення стеатозу, проявів запалення та апоптозу), в меншій мірі – в міокарді. Розвивались компенсаторні перебудови, пов’язані із гіперпластичними процесами (наприклад, в ПЗ), але вони спостерігались переважно у молодих щурів.

Висновки. При моделюванні ІР і ЦД  у різних органах відмічено широкий спектр змін, пов’язаних із деструктивно-дистрофічними, запальними процесами, мітохондріальною дисфункцією та клітинною загибеллю. У старих тварин ці зміни є більш демонстративними. Застосування NSE призводило до покращення деяких структурних та ультраструктурних показників та розвитку компенсаторних перебудов, які у дорослих щурів були більш значними, ніж у старих.

 

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ АДАПТАЦИЯ КУЛЬТУР МИКРОВОДОРОСЛЕЙ К ВЫСОКИМ КОНЦЕНТРАЦИЯМ ТОКСИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ВЛИЯЕТ НА СКОРОСТЬ СТАРЕНИЯ

М. К. Ковалева, А. В. Голтвянский
НИИ биологии Харьковского национального университета имени В. Н. Каразина 

В работе проверяли гипотезу, согласно которой биологические системы с разным функциональным состоянием в результате адаптации к эпигенетическим факторам среды могут претерпевать разные возрастные изменения [Bozhkov A.I, et al., 2014]. Для этого использовали 2 штамма клеточной культуры одноклеточных микроводорослей Dunaliella viridis. Клетки одного штамма были адаптированы к росту на питательной среде с добавлением высокой для этого вида концентрацией ионов меди (CuR-культура), а клетки другого штамма росли на стандартной питательной среде (CuS-культура). Для оценки функционального состояния, хронологического и репликативного старения клеток в культуре (на протяжении 40 суток и в течение нескольких пассажей соответственно) определяли содержание ионов меди, общее содержание нуклеиновых кислот, триацилглицеридов (ТГ), β-каротина, содержание карбонилированных белков (КБ) и общего пролина.

Было обнаружено, что культивирование микроводорослей на среде с высоким содержанием ионов меди приводило к формированию адаптивного эпигенотипа: повышенное содержание в клетках ионов меди, КБ и пониженное содержание свободного пролина по сравнению с CuS-культурой.

Хронологическое старение CuS- и  CuR-культур сопровождалось полиплоидизацией (увеличение содержания ДНК), накоплением ТГ и β-каротина в клетках микроводорослей. Однако, содержание ДНК, ТГ в клетках CuR-культуры было выше, что может свидетельствовать об увеличении скорости хронологического старения культуры по сравнению с CuS-культурой. Длительное периодическое культивирование микроводорослей (2 года) с пересадкой на разных стадиях роста приводило к увеличению содержания ДНК, ТГ и β-каротина в клетках CuS-культур, которые пересаживали каждые 30 и 40 дней, что свидетельствует о репликативном старении субкультур. Метаболические изменения, характерные для стареющих культур, в клетках CuR-культур происходили быстрее и были обнаружены в клетках, которыепересаживали каждые 10 и 20 дней.

Таким образом, CuR-культуры характеризовались повышенной скоростью хронологического и репликативного старения в отличие от CuS-культур. То есть предварительная адаптация микроводорослей к высоким концентрациям меди в среде влияет на скорость старения клеточных культур.

 

ФІЗІОЛОГІЧНІ ТА МОРФОМЕТРИЧНІ ПОКАЗНИКИ НИРОК У ЩУРІВ ЗА ГІПОФУНКЦІЇ ЕПІФІЗА ТА БЛОКАДИ БЕТА-АДРЕНОРЕЦЕПТОРІВ

М. І. Кривчанська
Буковинський державний медичний університет, Чернівці 

Перші згадки про епіфіз з’явилися понад 2000 років тому, проте фізіологічна роль мелатоніну надзвичайно різноманітна і активно вивчається сьогодні. Серією наукових досліджень показано позитивний вплив мелатоніну на систему NO у підтриманні нормального рівня активності пресорних систем – адренергічної і ренін-ангіотензинової. Реалізація ефектів мелатоніну в нирках відбувається шляхом зв’язування його мелатонінових рецепторів з Gi-білками.

Мета – вивчити фізіологічні та морфометричні зміни показників нирок у щурів за гіпофункції епіфіза та блокади бета-адренорецепторів.

Матеріали і методи. Дослідження виконані на 70 білих статевозрілих щурах-самцях масою 160 ± 20 г.  Використані наступні методи: експериментальний (гіпофункцію епіфіза мозку створювали шляхом світлової експозиції впродовж 7 діб або блокади бета-адренорецепторів уведенням пропранололу у дозі 2,5 мг/кг щоденно впродовж 7 діб), фізіологічний та морфометричний метод (морфометрія гістологічних зрізів).

Результати. Функціональні зміни в нирках при дії β-блокатора характеризувалися високим рівнем екскреції білка та сповільненням швидкості ультрафільтрації, натрійурезу і зниженням проксимальної та дистальної реабсорбції катіона, зростанням екскреції титрованих кислот. Порушення екскреції натрію могли бути пов’язані зі зниженням концентрації альдостерону в плазмі крові. Відомо, що останній забезпечує реабсорбцію іонів натрію в дистальному нефроні. Рівень альдостерону в крові підпорядкований добовим коливанням з акрофазою в щурів вночі і мінімальним рівнем у світловий проміжок доби. Можна припустити, що тривала дія світла зумовила супресію плазмової концентрації альдостерону з наступним гальмуванням канальцевої реабсорбції натрію. Зокрема, відмічено високий рівень альтерації, що проявляло себе, у першу чергу, значним середнім відсотком альтерації епітелію звивистих канальців – 72 ± 1,1 % на 02.00 та 78 ± 1,2 % на 14.00 год. При цьому альтерація окрім дистрофії часто проявляла себе дрібноосередковим некрозом, а місцями підсиленою десквамацією клітин. Виявлено найбільший відсоток клубочків з ознаками повнокров’я, а саме – 37 ± 2,7 % на 02.00 та 39 ± 2,8 % на 14.00 год.

Висновки. Виявлені порушення ймовірно пов’язані з пригніченням синтезу ендогенного мелатоніну під впливом тривалого освітлення та адитивною дією пропранололу. Актуальність подальших досліджень стосовно фізіологічних взаємин між епіфізом та іншими органами не викликає сумнівів, особливо необхідно простежувати даний зв’язок у віковому аспекті.

 

ГЕРОПРОТЕКТОРНІ ВЛАСТИВОСТІ НОВИХ КОМБІНОВАНИХ ЗАСОБІВ МЕМБРАТОНУ ТА МАДЕКОРУ

Л. П. Купраш1, Т. М. Пантелеймонова1, Л. Б. Шарабура1, Н. В.Сикало1, І. Ф. Лабунець1, В. В. Безруков1, М. Ю. Шинкарьова2
1ДУ “Інститут геронтології ім. Д.Ф.Чеботарьова НАМН України”, Київ
2ТОВ “Фармацевтична компанія “Фаркос”, Київ 

Останніми роками невпинно зростає інтерес до комбінованих препаратів (КП) із фіксованим дозуванням, що пояснюється їх перевагами порівняно з монокомпонентними засобами – прискоренням лікувального  ефекту, більшою безпекою і кращою переносимістю за рахунок нижчих доз одного або кількох компонентів комбінації,  зручністю у застосуванні  та спрощенням схеми прийому. Крім того, застосування КП дозволяє здійснювати терапію одночасно існуючих супутніх захворювань з різним патогенезом, що особливо актуально в геріатричній практиці.

Мета – доклінічне вивчення фармакологічної активності та вікових особливостей дії  двох нових фіксованих КП Мембратону і Мадекору при спонтанному старінні та залежній від віку експериментальній патології у тварин.

Матеріали і методи. На молодих і старих тваринах за допомогою фармакологічних, фізіологічних, біохімічних, імунологічних методів досліджували нейротропні, стреспротекторні, адаптогенні, імуномодулюючі властивості Мембратону (комбінація гамма-аміномасляної кислоти, у формі координаційної сполуки з магнію глюконатом, та піридоксину гідрохлориду) і Мадекору (комбінація молсидоміну з АТФ-лонг).

Результати. Встановлено, що Мембратон (100 і 500 мг/кг перорально) у спонтанно старіючих щурів дозозалежно позитивно впливав на функціональний стан ЦНС – нормалізував поведінкові реакції, підвищував знижену соціальну взаємодію, покращував  когнітивну функцію. При фізичному навантаженні  під впливом засобу підвищувався знижений у старих тварин м’язовий тонус, сповільнювався розвиток стомлення та зростала працездатність. При емоційно-стресових станах (плавання, іммобілізація) у старих щурів Мембратон виявляв транквілізуючу та антидепресивну дію, позитивно впливав на процеси пероксидації та знижував вміст ТБК-активних продуктів у головному мозку. Токсикологічні дослідження підтвердили нешкідливість засобу при тривалому введенні. Завдяки різнобічним протекторним ефектам Мембратон можна рекомендувати як геріатричний засіб з психонейротропними властивостями.

Комбінований  препарат Мадекор (260 мг/кг, сублінгвально) у дослідах на старих тваринах усував або пом’якшував негативні наслідки хронічного стресу на функції ЦНС, виявляючи антистресорну і адаптогенну дію, а саме, знижував підвищену тривожність,  нормалізував знижені при стресі процеси комунікації, розпізнавання та запам’ятовування, покращував умовно-рефлекторну діяльність. Засіб позитивно впливав на стан стрес-чутливих органів імунної системи, запобігав зниженню клітинності  тимусу і селезінки при хронічному стресі. Виявлені фармакологічні ефекти опосередковані впливом Мадекору на енергетичний обмін, процеси синтезу оксиду азоту та ендотелійзалежні реакції, вазодилататорною та антигіпоксичною дією окремих компонентів комбінації. Мадекор можна застосовувати у комплексній терапії для покращення метаболічних, фізіологічних та нейропсихічних процесів при старінні, а також для реабілітації осіб, що перенесли хронічний стрес, зокрема, спричинений пандемією.

Висновок. Практичне впровадження нових комбінованих засобів Мембратон і Мадекор, створених на основі відомих фармакологічних субстанцій метаболічної дії, сприятиме вирішенню проблеми  одночасного забезпечення високої  клінічної  ефективності, низької токсичності та можливості тривалого прийому препаратів у пацієнтів геріатричної клініки за умов  поліморбідності та поліпрагмазії.

 

АДАПТИВНЫЙ ОТВЕТ НА ИНТОКСИКАЦИЮ АЛКОГОЛЕМ ЗАВИСИТ ОТ ВОЗРАСТА

Н. И. Кургузова, А. В. Новикова, М. М. Башкатова
Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, Харьков 

Алкоголь является одним из самых распространённых химических индукторов фиброза печени, завершающей стадией которого является цирроз. Формирование фиброза печени имеет выраженный индивидуальный характер, который может определяться способностью организма адаптироваться к хроническому потреблению этилового спирта. Метаболизм алкоголя хорошо изучен, и центральную роль в этом процессе принимает алкогольдегидрогеназа.

Цель работы – изучить механизмы адаптации животных разного возраста к хроническому потреблению этилового спирта.

Материалы и методы. Исследование проводили на молодых (3 мес) и старых (21 мес) самцах крыс линии Wistar. Опытная группа получала 10 % этиловый спирт ежедневно. Биохимические показатели (активность алкогольдегидрогеназы (АДГ) и каталазы, содержание креатинина, гидроперекисей липидов) определяли спустя 10, 20 и 40 дней от начала приема алкоголя.

Результаты. Обнаружили, что активность основного фермента метаболизма этанола – алкогольдегидрогеназы в постмитохондриальной фракции печени контрольных старых животных была в 6 раз выше по сравнению с молодыми. Активность алкогольдегидрогеназы после 10- и 20-дневного ежедневного приема алкоголя молодыми крысами увеличивалась в печени в 3 и 5 раз, соответственно, а после 40-дневного приема, напротив, уменьшалась в 3,5 раза по сравнению с 20-дневным приемом алкоголя и соответствовала исходному контрольному уровню. Следовательно, у молодых крыс имела место U–образная динамика активности алкогольдегидрогеназы.

10-дневный прием алкоголя старыми животными не оказывал влияния на активность алкогольдегидрогеназы, а в дальнейшем на 20-й день она уменьшалась и к 40-му дню ежедневного приема алкоголя не отличалась от показателя у молодых животных. Следовательно, у старых животных в случае высокого исходного уровня прием алкоголя приводил к снижению активности алкогольдегидрогеназы в печени и спустя 20 — 40 дней она не отличалась от уровня молодых животных.

Необходимо отметить, что 10-дневный прием алкоголя сопровождался увеличением содержания гидроперекисей липидов в постмитохондриальной фракции печени в 2,5 раза у молодых и в 1,7 раза у старых животных. Однако в дальнейшем, на 20-й и 40-й дни, этот показатель не отличался от исходного уровня как у молодых, так и у старых животных. При этом активность каталазы оставалась неизменной как у молодых, так и у старых животных на протяжении всего эксперимента.

Прием алкоголя в течение 10 и 20 дней сопровождался уменьшением относительной массы печени с ее увеличением на 40-й день, а также увеличением относительной массы селезенки у молодых животных. В то же время у старых животных относительная масса печени уменьшалась спустя 10 дней приема спирта и оставалась такой же после 20- и 40-дневного приема алкоголя.

Выводы. Длительный прием алкоголя сопровождается формированием адаптивных механизмов к его действию. Формирование резистентности зависит от исходных характеристик метаболических процессов,  принимающих в этом участие.

 

ВИЗНАЧЕННЯ ОЗНАК СТАРІННЯ КУЛЬТУРИ ФІБРОБЛАСТІВ ДЕРМИ МЕТОДОМ СПЕКТРОСКОПІЇ КОМБІНАЦІЙНОГО РОЗСІЯННЯ СВІТЛА

А. Куцик, М. Картель, О. Становий, Т. Папуріна, О. Барсуков
ДУ «Інститут геронтології ім. Д. Ф.Чеботарьова НАМН України», Київ
Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, Київ 

Раманівська мікроскопія є однією з широко застосовних аналітичних методик при дослідженні біологічних матеріалів. Вона дозволяє швидко та неінвазивно отримувати біохімічну та структурну інформацію в просторово розділених точках зразка та формуватиспектральні зображення. Ці особливості методики дають можливість використовувати Раманівську мікроскопію для візуалізації хімічної структури живих об’єктів.

Мета визначити та охарактеризувати спектральні прояви старіння в культурах сенесцентних і проліферативно активних фібробластів дерми.

Матеріали і методи. Первинну культуру фібробластів дерми отримано у здорового донора середнього віку. Сенілізація частини культури здійснювалась методом довготривалого пасажування. Клітини сіяли в концентрації 5 тис. на 1 см2 і культивували при стандартних умовах. Використовувались пули клітин на 8, 23 і 33 пасажах. Пробопідготовка відбувалась шляхом зйому фібробластів з подальшим центрифугуванням і фіксацією формаліном на CaF2 підкладці для подальшого спектрального аналізу. 

Аналіз проведено методом Раманівської спектроскопії на інвертованому мікроскопі, оснащеному об’єктивом 40х (водно-імерсійний, числова апертура 1.0). Для збудження зразка використовувався лазер з довжиною хвилі 532 нм, забезпечуючи густину потужності на зразку 30 мВт/мкм2. Конфокальність досягалась шляхом фокусування об’єктивом колімованого лазерного випромінювання на зразку та подальшого «відсікання» розсіяного поза фокальною площиною світла за допомогою вхідної щілини монохроматора.

Результати. Отримано спектри культур сенесцентних і проліферативно активних фібробластів дерми. Розроблено методи та алгоритми попередньої обробки даних. Зокрема, відокремлення спектрів клітин від спектрів фіксуючого буфера та покращення якості спектральних зображень за допомогою алгоритмів обробки великих масивів корельованих даних. Проведено PCA-аналіз спектральних відмінностей клітин на 8, 23 і 33 пасажах. Здійснено пошук критеріїв характеризації клітин за потенційними ознаками старіння. Закладено основи для подальшої розробки методів візуалізації процесу сенілізації окремої клітини.

 

ОСОБЛИВОСТІ ЗМІН ПОВЕДІНКИ У МИШЕЙ РІЗНОГО ВІКУ З МФТП-МОДЕЛЛЮ ПАРКІНСОНІЗМУ

І. Ф. Лабунець
ДУ “Інститут генетичної та регенеративної медицини НАМН України”, Київ 

Для хвороби Паркінсона (ХП)  характерні зміни рухової функції (гіпокінезія, тремор, ригідність), а також немоторні симптоми. Хоча ХП діагностується переважно в  похилому віці, на сьогодні  вона все частіше виявляється у віковий період 30-40 років. Тому є актуальним вивчення змін поведінки тварин із паркінсонізмом залежно від їх віку.

Мета – оцінити вікові особливості впливу селективного для дофамінергічних нейронів чорної субстанції нейротоксину 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагідропіридину (МФТП) на зміни  поведінки у мишей.

Матеріали і методи. Досліди проводили на мишах різної статі ліній FVB/N і 129/Sv віком 6-7 міс (дорослі) і 15-16 міс (старіючі). Тваринам обох вікових груп вводили МФТП підшкірно у дозі 30 мг/кг, один раз. Контроль – одна ін’єкція розчинника МФТП (0,9 % розчин хлориду натрію). Через 18 діб після введення МФТП або його розчинника оцінювали поведінку тварин у тестах  «відкрите поле», на ригідність і «ротарод-тесті».

Результати. Встановлено, що під впливом МФТП у дорослих мишей-самців лінії FVB/N  число стійок зменшувалося, зросли число  болюсів і час утримання на валу; у самиць на тлі збільшення числа квадратів і часу утримання на валу число стійок, заглядань у нірки і болюсів зменшувалось відносно контрольних значень. У дорослих мишей-самців лінії 129/Sv, які отримували нейротоксин, зменшувалося число стійок, заглядань у нірки і довжина кроку та зростало число болюсів; у самиць число квадратів, стійок, заглядань у нірки і довжина кроку зменшувались.  Під дією МФТП у старіючих мишей  лінії FVB/N число квадратів зростало, тоді як довжина кроку і тіла зменшувались відносно контрольної групи. Після введення нейротоксину у старіючих мишей лінії 129/Sv число квадратів, стійок, заглядань у нірки і довжина кроку були менші, ніж в контролі. У старіючих мишей, що отримували нейротоксин, деякі показники рухової функції (зокрема, довжина кроку) змінювались виразніше, ніж у дорослих експериментальних мишей. 

Висновки. Виявлено вікові  особливості впливу  МФТП на  поведінку мишей. Якщо у дорослих тварин нейротоксин змінював моторну і немоторну активність, то у старіючих – переважно рухову активність. Самиці виявилися більш вразливими, ніж самці, до ушкоджуючого впливу МФТП на поведінкові реакції. Результати можуть бути корисними при вивченні патогенезу паркінсонізму і розробці індивідуалізованих підходів до його терапії в осіб різного віку та статі.

 

ВПЛИВ ВІКУ НА ЕФЕКТИ ТРАНСПЛАНТОВАНИХ МУЛЬТИПОТЕНТНИХ МЕЗЕНХІМАЛЬНИХ СТРОМАЛЬНИХ КЛІТИН ПРИ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНИХ ПАТОЛОГІЯХ

І. Ф. Лабунець1, О. К.Топорова1,2, Н. О. Утко1, Ю. О. Харкевич1,3, Т. М. Пантелеймонова1, З. Л. Літошенко1, Г. М. Бутенко1
1ДУ “Інститут генетичної та регенеративної медицини НАМН України”, Київ
2Інститут молекулярної біології та генетики НАН України, Київ
3Національний університет біоресурсів і природокористування України, Київ 

Мультипотентні мезенхімальні стромальні клітини (ММСК) є перспективними в  терапії патологій нервової системи. Вікові зміни властивостей ММСК, а також факторів мікро-, макрооточення старіючого організму можуть віддзеркалитись на  ефектах клітин.

Мета – встановити залежність ефектів трансплантованих ММСК від віку донорів цих клітин та віку мишей-реципієнтів із моделями  паркінсонізму та розсіяного склерозу.

Матеріали і методи. Об’єкт – миші лінії 129/Sv дорослі (5-6 міс) і старіючі (15-16 міс). Дорослим мишам вводили нейротоксин 1-метил-4-феніл-1,2,3,6-тетрагідропіридин (МФТП) і ММСК із жирової тканини дорослих (ММСК-ЖТ1) або старіючих (ММСК-ЖТ2) мишей. Також миші обох вікових груп отримували нейротоксин купризон і ММСК із пуповини молодої здорової жінки (ММСК-П). Доза ММСК – 500 тис. клітин. Оцінювали поведінку мишей у тестах «відкрите поле», на ригідність і ротарод-тесті, а також вміст малонового діальдегіду (МДА) в головному мозку.

Результати. Після введення МФТП число квадратів, стійок, довжина тіла і кроку суттєво менші, ніж в інтактній групі, а м’язовий тонус вищий. Після трансплантації ММСК-ЖТ1  довжина тіла і кроку суттєво зростали, проте не до рівня інтактних мишей. У групі з ін’єкцією ММСК-ЖТ2 значення показників відповідали групі контролю (тільки МФТП). Вміст МДА у головному мозку мишей зростав під впливом МФТП і не змінювався після ін’єкції ММСК. У мишей обох вікових групп з купризоновою дієтою суттєво зменшувалась рухова, емоційна та дослідницька активність і м’язовий тонус. Після трансплантації ММСК-П у дорослих тварин спостерігалось поліпшення рухової та емоційної активності, а у старіючих – дослідницької активності та м’язового  тонуса порівняно з групами контролю (тільки токсин). У дорослих тварин після введення ММСК-П зменшувався вміст МДА у головному мозку, підвищений під дією купризону.

Висновки. Вік донорів ММСК із різних джерел і реципієнтів клітин впливає на їх ефекти при нейродегенеративних патологіях. При цьому у дорослих тварин ефект клітин може бути пов’язаний зі зменшенням вмісту МДА у головному мозку.

 

МЕХАНІЗМИ ПРОТЕКТОРНОГО ВПЛИВУ МЕЛАТОНІНУ У СТАРІЮЧИХ ТВАРИН  ІЗ  МОДЕЛЯМИ  НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНИХ ПАТОЛОГІЙ

І. Ф. Лабунець, Н. О.Утко,  А. Є. Родніченко, Т. М. Пантелеймонова,  Г. М. Бутенко
ДУ “Інститут генетичної та регенеративної медицини НАМН України”, Київ 

Відомий зв’язок порушень функціонування нервової системи та оксидативного стресу, нейрозапалення при хворобі Паркінсона і розсіянному склерозі. Показано вплив віку на розвиток цих патологій, а також антиоксидантні, антизапальні та імуномодулюючі властивості  гормону мелатонину.

Мета – дослідити вплив екзогенного мелатоніну на показники поведінки, оксидативного стресу, антиоксидантного захисту, нейрозапалення і нейрогенезу у  головному мозку старіючих мишей із експериментальними  моделями паркинсонізму і демієлінізації.

Матеріали і методи. Миші лінії 129/Sv віком 15-16 міс (старіючі) отримували одноразово нейротоксин 1-метил-4-феніл-1,2,3,6-тетрагідропіридин (МФТП) у дозі 30 мг/кг або нейротоксин купризон щоденно з їжею впродовж 3-х тижнів. Мелатонін вводили на тлі дії нейротоксинів, щоденно о 18.00, із розрахунку 1 мг/кг (всього 10 ін’єкцій). Оцінювали у головному мозку вміст CD3+-, Mac1+-, Nestin+-клітин, малонового діальдегіду (МДА) і активність антиоксидантних ферментів, а також  поведінку мишей у тестах «відкрите поле», на ригідність і в ротарод-тесті.

Результати. Рухова, емоційна і дослідницька активність мишей із моделями паркінсонизму і демієлінізації менші, ніж у інтактних тварин. М’язовий тонус знижувався під дією купризону; після ін’єкції МФТП тонус зростав, а довжина кроку зменшувалась. Під впливом мелатоніну у мишей із паркінсонізмом зростало число квадратів і довжина кроку, зменшувався час утримання на валу; у мишей із купризоновою дієтою зростало число квадратів, стійок і болюсів. Екзогенний мелатонін  зменшував у головному мозку підвищений під дією нейротоксинів вміст МДА і посилював знижену активність супероксиддисмутази і каталази при паркінсонізмі,  каталази і глютатіонпероксидази при демієлінізації. Після ін’єкцій мелатоніну  у головному мозку мишей із патологіями зменшувався вміст Т-лімфоцитів і активованих макрофагів, який підвищувався під впливом нейротоксинів. Крім того, у тварин, які отримували токсини і мелатонін, зменшення числа нейральних стовбурових клітин у головному мозку співпадало з підвищенням числа незмінених нейронів.

Висновок. Позитивний ефект мелатоніну у старіючих мишей із МФТП-моделлю паркінсонізму і купризоновою моделлю демієлінізації опосередкований змінами патогенетичних факторів розвитку цих патологій.

 

ВПЛИВ ОЖИРІННЯ НА РОЗВИТОК ОСТЕОПЕНІЧНОГО СИНДРОМУ

І. Г. Літовка1, С. П. Весельський2
1Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України, Київ
2Київський національний університет імені Тараса Шевченка,  Київ 

Інформаційний аналіз показав, що існує багато невирішених питань щодо взаємозв’язку ожиріння і остеопенічного синдрому. Останні дослідження показали негативний вплив надлишкової маси тіла на мінералізацію кістки, її механічні властивості та показники органічного матриксу. Менш зрозуміло саме яке дієтичне втручання, а також кількість або тип жиру впливають  на метаболізм кісткової тканини. Водночас дослідження стану кісткової системи при метаболічному синдромі та ожирінні сприятиме більш глибокому розумінню патогенезу остеопенічного синдрому для розробки його лікування та профілактики.

Мета – вивчити вплив 3-хмісячного моделювання аліментарного ожиріння на органічний матрикс кісткової тканини щурів зрілого пізнього віку.

Матеріали і методи. Дослідження здійснено на 20 щурах-самцях лінії Wistar, вік яких на початку експерименту становив 18 міс. Аліментарне ожиріння моделювали протягом 12 тижнів. Тварин було розподілено на 2 групи. Кожен  контрольний  щур щодня отримував 20 г комбікорму калорійністю 66 ккал. Дослідні щури отримували щодня висококалорійний раціон харчування: 6 г спеціального корму (70 % комбікорму + 30 % свинячого смальцю); 6,8 г сала; 3,6 г білих сухарів; 3,6 г соняшникового насіння, що разом становить 116 ккал. Замість води 10 % розчин фруктози. В сироватці крові та кістковій тканині 21-місячних щурів визначали маркери органічного матриксу.

Результати. Спостерігали несприятливі зміни маркерів метаболізму органічного матриксу і ремоделювання кісткової тканини після 12 тижневого годування щурів зрілого пізнього віку високожировим раціоном з 10 % фруктози. Зростала активність кислої фосфатази як у кістковій тканині, так і сироватці крові, що свідчить про прискорення її резорбції. Активність лужної фосфатази знижувалася у кістковій тканині і зростала у сироватці крові, що вказує на гальмування утворення кісткової тканини. Підвищення концентрації глікоамінігліканів, уронових кислот, гіалуронідазної активності та зниження вмісту вільних амінокислот свідчить про руйнівні зміни органічного матриксу кісткової тканини. Розподіл ліпідних фракцій в загальному пулі ліпідів був односпрямованим. Це проявлялося в підвищенні концентрації загальних ліпідів, холестерину, тригліцеридів. Припускаємо, що такі зміни ліпідних фракцій у кістковій тканині сприяють підвищенню її мінералізації. Це, в свою чергу, призводить до зростання частки повністю мінералізованої і «неактивної» кісткової тканини.

 

PECULARITIES OF AGING RATS RESPONSE TO IMMOBILIZATION STRESS AND WAYS TO INCREASE RESISTANCE AGAINST STRESS FACTORS

Yu. V. Lomakina
Bukovinian State Medical University, Chernivtsi

Internal and external desynchronosis can be the reason of various pathological conditions and aging. Adaptation is a temporary harmonization of the functional condition of the organism with environmental conditions. At the beginning of stress, when the synchronization of the body’s biorhythms and time keepers are disturbed, there is a situation of external desynchronosis. Based on experimental and clinical observations, it has been established that stressful situations, shift work, flights through several time zones change the structure of biorhythms. Therefore, exogenous pineal gland compounds can be effective in the prevention of age-related changes and normalization of the functions of the aging organism.

Aim of study. We considered determining the morphofunctional condition of the old rats’ pineal gland under the influence of stress on the background of altered photoperiod and ways to increase resistance against stress factors with injection of exogenous melatonin.

Materials and methods. The experiments were performed in the spring-summer period on old (20-24 months) nonlinear male white rats weighing 0.28-0.36 kg, with acute immobilization stress under conditions of 7-day light exposure. To correct stress-induced morphofunctional changes in the pineal gland, melatonin was injected intraperitoneally (Sigma, USA) at a dose of 2.5 mg / kg body weight.

Results.  At the 3-days administration of melatonin to immobilized rats on the background   increased light period the improving of the functional activity of pinealocytes is shown. We revealed an increasing the ratio between light and dark pinealocytes almost twice compared to stressed animals on prolonged exposure to 0.75 ± 0.02 (light pinealocytes — 43 ± 1.3 %, dark — 57 ± 1.4 %) with a probable difference of p < 0.001, which indicates a positive effect of melatonin as an antistress agent. The coefficient P, which quantitatively characterizes the ratio between «acidic» and «basic» proteins, was 1.20 ± 0.041 in light pinealocytes, which indicates the approach to the control group (p < 0.001).  Compared with the value in animals exposed to stress at seven days of light exposure, the difference was p = 0.071. In dark pinealocytes, the coefficient was at the level of 1.49 ± 0.026, while decreasing by almost 10% from the level of the coefficient of the intact group of animals (p < 0.001). These results indicate the stress-protective effect of melatonin on changes in redox processes in pinealocytes caused by the total effects of prolonged exposure and acute 1-hour immobilized stress.

Conclusion. Exogenous melatonin (2.5 mg / kg) corrects stress-induced histological changes in the studied structures caused by immobilization against the background of prolonged exposure.

 

ПІРИДОКСАЛЬ-5-ФОСФАТ ВІДНОВЛЮЄ ЕКСПРЕСІЮ CSE ТА 3-MST ТА ЗМЕНШУЄ ЧУТЛИВІСТЬ МІТОХОНДРІАЛЬНОЇ ПОРИ ДО СА2+ У СЕРЦІ СТАРИХ ЩУРІВ

Л. А. Мись, Н. А. Струтинська, Ю. В.  Гошовська, В. Ф.  Сагач
Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України, Київ 

Відомо, що в основі захворювань серця при старінні лежить дисфункція мітохондрій, яка найчастіше викликана формуванням неселективної мітохондріальної пори (МП) транзиторної провідності, що супроводжується оксидативно-нітрозативним стресом та зниженим вмістом сірководню (H2S). У синтезі цього газового трансмітера з амінокислоти цистеїну беруть участь ферменти: цистатіонін-γ-ліаза (CSE), цистатіонін-ß-синтаза (CBS) та 3-меркаптопіруватсульфуртрансфераза (3-MST), кофактором для яких виступає піридоксаль-5-фосфат (PLP).

Мета – дослідити вплив PLP на експресію генів CSE та 3-MST у тканині серця, а також на чутливість МП до її природного індуктора Са2+ у мітохондріях серця старих тварин.

Матеріали і методи. Дослідних щурів-самців лінії Вістар було поділено на три групи: дорослі (6 міс), старі (22-24 міс) та старі щури, яким вводили PLP per os з розрахунку 0,7 мг/кг впродовж 14 діб. За допомогою ПЛР у реальному часі визначали рівні експресії генів CSE та 3-MST у тканинах серця. Дослідження відкривання МП проводили за допомогою спектрофотометричної реєстрації набухання мітохондрій серця тварин при λ=520 нм.

Результати. У тканинах серця старих щурів виявили зменшення експресії генів CSE та 3-MST у 2 та 1,6 рази, відповідно, порівняно з дорослими тваринами. Введення PLP відновлювало експресію досліджуваних генів у тканинах серця старих щурів. Також було показано, що у старих тварин амплітуда набухання мітохондрій збільшувалася у 1,3 рази порівняно зі значеннями у дорослих тварин. При застосуванні PLP амплітуда набухання мітохондрій серця старих тварин була меншою у 1,7 рази відносно старих щурів. Для з’ясування участі сірководню у механізмах протекторної дії PLP у процесах набухання мітохондрій ми застосували інгібітор одного із H2S-синтезуючих ферментів, а саме 3-MST-O-CMH (50 мг/кг, внутрішньоочеревинно за 30 хв до декапітації). Було показано, що введення  O-CMH старим тваринам після дії PLP призводило до посилення у 2,1 рази  амплітуди кальцій-індукованого набухання органел відносно старих щурів, яким вводили лише PLP.

Висновки. В умовах стимуляції ендогенного синтезу сірководню шляхом збільшення експресії генів CSE та 3-MST відбувається пригнічення Са2+-індукованого відкривання МП та зменшення її чутливості до Са2+ у серці старих щурів. Інгібування мітохондріального H2S-синтезуючого фермента 3-MST за допомогою O-CMH зменшує протекторні ефекти PLP щодо відкривання МП у серці старих щурів. Це вказує на те, що мітохондріальний сірководень, синтез якого збільшується при дії PLP, регулює чутливість МП до Са2+.

Робота виконана за фінансової підтримки НФДУ, Проект №2020.01/0204.

 

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ ВПЛИВУ N-СТЕАРОЇЛЕТАНОЛАМІНУ НА СА1 ЗОНУ ГІПОКАМПА ЩУРІВ З ІНСУЛІНОРЕЗИСТЕНТНІСТЮ, СПРИЧИНЕНОЮ АЛІМЕНТАРНИМ ОЖИРІННЯМ

С. А. Михальський1, І. В. Гачечиладзе1, Г. В. Косякова2, Т. Ю. Квітницька-Рижова1
1ДУ «Інститут геронтології ім. Д. Ф.Чеботарьова НАМН України», Київ
2Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, Київ 

N-стеароїлетаноламін (NSE) здатний чинити компенсаторну, адаптогенну, мембранопротек­торну і протизапальну дію за умов експериментальної інсулінорезистентності (ІР) та цукрового діабету.

Мета – встановити вікові особливості впливу NSE на структуру клітини CA1-зони гіпокампа щурів за експериментальної ІР, спричиненої аліментарним ожирінням. 

Матеріали і методи. IP індукували у щурів-самців Wistar двох вікових груп (молодих – 10 міс та старих – 22 міс на кінець експерименту) довготривалим, протягом 24 тижнів, навантаженням жировою дієтою. Щури з порушеною толерантністю до глюкози були розподілені на 2 групи: «ІР» і «IP+NSE», а контрольні щури– на «Контроль» і «K+NSE». Щурам «K+NSE» та «IP+NSE» щоденно протягом 2 тижнів до завершення експерименту вводили per os водну суспензію NSE в дозі 50 мг/кг маси тіла. Дослідження мозку проводили на світлооптичному рівні, зрізи фарбували за Нісслем, кількість нейронів та гліоцитів підраховували на одиницю площі зрізу (тестова площа – 320×240 мкм2). 

Результати. При ІР у щурів обох вікових груп не було відмічено змін загальної кількості ней­ронів CA1-зони гіпокампа, а зниження кількості гліоцитів спостерігалось лише у старих. Якісний аналіз мор­фологічних особливостей нейронів дозволив виділити 3 умовні типи клітин: нормальні, гіпер­хром­ні (з проявами пікнозу) та вакуолізовані. Кількість гіперхромних та вакуолізованих (деструк­тивно змінених) клітин при ІР збільшувалась у СА1-зоні молодих та не змінювалась у старих щурів.

У групі К+NSE суттєвих змін загальної кількості нейронів та гліоцитів не виявлено. При цьому вірогідно зменшувалась (у 1,7 рази) кількість вакуолізованих  нейронів у старих тварин (K+NSE), базова кількість яких у контролі була майже у 6,5 раз більшою, ніж у молодих, що може бути підставою розглядати NSE в якості геріатричного препарату.

NSE мав позитивний вплив на щурів з індукованою ІР (IP+NSE), що проявляється у якісних змінах складу нейронів: збільшення кількості нормальних клітин СА1-зони гіпокампа та зменшення кількості гіперхромних нейронів. Вплив NSE на кількість вакуолізованих нейронів ІР-щурів залежав від віку: вірогідно зменшувалась кількість (на третину) у молодих та не змінювалась у старих. Введення NSE не викликало змін кількості гліоцитів гіпокампа молодих тварин. У старих щурів з групи K+NSE спостерігали 4 % зменшення порівняно з контролем, а у IP+NSE – 10 % зростання порівняно з ІР, що наближало цей показник до значень контролю.

Висновки. ІР мала наслідком зміну співвідношення деструктивно змінених та нормальних форм нейронів у СА1 зоні гіпокампа, чого не спостерігалося у старих. Вплив NSE при ІР мав виражені вікові відмінності: зменшувалась кількість деструктивних форм нейронів лише у молодих тварин, та нормалізувалась до рівню контролю кількість гліоцитів у старих.

 

REJUVENATION: THE CALM BEFORE THE STROM

Khachik K. Muradian1, Vadim E. Fraifeld1,2
1State Institution “D. F. Chebotarev Institute of Gerontology, NAMS of Ukraine”, Kyiv
2The Shraga Segal Department of Microbiology, Immunology and Genetics, Center for Multidisciplinary Research on Aging, Ben-Gurion University of the Negev, Beer-Sheva, Israel 

Since ancient civilizations, controlling aging and rejuvenation has been a cherished human aspiration. Centuries and millennia have passed. Yet, we keep asking the same questions. Why and how do we get older? What can be done to stop or reverse aging?  The very existence of quasi-immortal species in the kingdoms of animals, plants and fungi (jellyfish, hydra, corals, sponges, sea anemones, filamentous fungi, etc.) leaves little doubt that longevity and rejuvenation can be manipulated. Moreover, the very existence of life proves that rejuvenation is its inherent feature. Evolutionary well-designed mechanisms of rejuvenation (gametogenesis, embryonic development, resetting the aging clock, soma-to-germ cell transformation, etc.) can be relevant models to comprehend driving forces of rejuvenation. In favor of rejuvenation feasibility are also breakthrough discoveries in cellular reprogramming and induced pluripotency, supporting the fundamental fact — somatic cells, like the reproductive ones, have unlimited replicative potential (URP).

Suggestions. We suggest that URP of cells of multicellular organisms has been inherited from the immortal prokaryotic ancestor (LUCA) and fixed in the genome of every cell upon transition to multicellularity. There are reasons to believe that at the dawn of multicellularity hypometabolism and associated extreme longevity have been a dominating evolutionary strategy. Species from those taxonomic groups obviously had simple body organization and abundant pluripotent stem cells which ensured tremendous renewal/regenerative capacity and negligible senescence. In the Darwinian struggle for existence, however, these generally hypometabolic species have been extinct and replaced by shorter-lived and more aggressive hypermetabolic species. Whatsoever, we can now routinely manipulate cells taken from elderly patients, centenarians included, to return to the embryonic stem cell-like state and redifferentiate back to somatic cells of any type and age. Unlike the irreversible physical time which flows unidirectionally from the past to the future, biological time is reversible — cells can be moved back and forth along the time axis. URP of somatic cells has long been known due to immortal neoplastic cell cultures. Immortality of cancer cells is widely recognized. Because cancer cells can originate spontaneously from practically any type of differentiated cells, it makes indisputable URP of all types of somatic cells. Moreover, it underpins the idea that a somatic cell ‘wants and knows’ how to become younger even in uncomfortable environment of an aging organism and can do it in spite of resistance of the surrounding niche. On the other hand, uncontrolled growth of cancer cells is the worst example of how a benevolent striving to rejuvenate could be transformed into a tragedy when it occurs in improper time and place. Therefore, our main concern should apparently be to help a cell to use its URP in a more rational way, so that rejuvenation of certain group of cells should not harm functioning of others. It is not an easy task. Yet, to help our own cells to realize their inner striving to be forever young is a noble obligation worth to extra efforts. However, rejuvenation is not a uniform process and may involve different “targets” and levels. There are multiple types of rejuvenations which need to be systematized. Depending on the hallmarks and scope of effects, we suggest dividing currently known rejuvenation types into following categories:

  1. Physiological or adaptive – enhancing functional and defense systems of an organism, e.g., after a summer vacation.
  2. Mitotic – amelioration of intracellular environment by waste dilution and detoxification, e.g., in budding yeast.
  3. Meiotic – rejuvenation of the genome due to meiotic recombination, transposon reshuffling, etc., e.g., at spermatogenesis.
  4. Gametogenetic – rejuvenation at zygote formation, which is associated with intensive DNA repair, optimal transposon redistribution, etc.
  5. Regenerative – stem cell-mediated rejuvenation of an organism, e.g., in lengthwise or crosswise splitted planaria.
  6. Resetting the aging clock – rejuvenative processes occurring in pre- and post-embryonic development.
  7. Evolutionary – species die on a regular basis possibly because of incomplete recovery of DNA deletions and uncontrolled transpositions, e.g., Y-chromosome shrinking. Therefore, hypothetical rejuvenative transformations at the level of higher taxonomic groups could exist.

Concluding remarks. Progress in rejuvenation is as difficult as desirable. Current disposition in this area can be described as a status quoi: there are no imminent interventions to ensure rejuvenation of multicellular organisms, as there are no sound reasons to exclude such a possibility. However, much has already been done. Looking ahead, we envision remarkable growth of investments and unprecedented achievements in the field. Molecular and cellular biology are at the top of revolutionary discoveries. Every new successful implementation of these quickly growing findings may become the last missing link to induce a short-cut in rejuvenation research. After all, problems of comparable difficulty have often found surprisingly simple salvation.

 

ЗАЛЕЖНІСТЬ МЕМБРАННОГО ПОТЕНЦІАЛУ МІТОХОНДРІЙ СЕРЦЯ ВІД РІВНЯ ГЛУТАТІОНУУ СТАРИХ ЩУРІВ

І. Ю. Охай, Р. А. Федічкіна, Ю. В. Гошовська, В. Ф. Сагач
Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, Київ 

Порушення роботи мітохондрій серця при старінні проявляється зниженням мембранного потенціалу мітохондрій, зростанням його дисипації та збільшенням утворення активних форм оксигену та нітрогену. Раніше ми показали, що стимуляція синтезу одного з основних антиоксидантів глутатіону відновлює функцію мітохондрій та зменшує окисно-нітрозативний стрес після ішемічно-реперфузійного пошкодження.

Мета – дослідити функцію мітохондрій серця старих щурів залежно від рівня глутатіону у тканинах серця.

Матеріали і методи. Для стимуляції синтезу глутатіону щурам лінії Вістар віком 22-24 міс внутрішньочеревно вводили DL-пропаргілгліцин (PAG) в дозі 11,3 мг/кг та L-цистеїн в дозі 120 мг/кг за 40 і 30 хв до декапітації відповідно. Вилучали серця та виділяли мітохондрії методом диференційного центрифугування. Вимірювали одночасно швидкість дихання мітохондрій електродом Кларка та мембранний потенціал мітохондрій (Δψm) за допомогою селективного електроду до ліполітичного катіону TPMP+. У тканинах серця визначали рівень глутатіону за допомогою реактиву Елмана, та вимірювали концентрацію NO метаболітів (Nitrite/Nitrate colorometric Kit, Sigmа, США).

Результати. У старих щурів після введення PAG+L-цистеїну рівень відновленого глутатіону достовірно зріс до 363,7 ± 37,5 (n=6) проти 240,3 ± 27,6*10-6 г/мг тканини (n=6) у контрольній групі, P < 0,05. Величина мембранного потенціалу мітохондрій серця зросла до 178,2 ± 1,1 (n=13) проти 172,8 ± 1,3 мВ у групі без введення (n=14), P <  0,01. Натомість швидкість споживання кисню мітохондріями зменшилася: 253,5 ± 14,2 проти 287,3 ± 15,1 нмоль О2/хв/мг білка, P < 0,001. Таке поєднання зростання Δψm з одночасним зниженням швидкості дихання свідчить про збільшення ефективності роботи електрон-транспортного ланцюга мітохондрій старих щурів після введення комбінації PAG+L-цистеїн. Також зменшувався вміст NO3̶ у тканинах серця: 13,2 ± 1,2 (n=5) проти 17,4 ± 1,7 нмоль/мг білка (n=5), P < 0,05.

Висновок. За високого рівня глутатіону у старих щурів збільшується мембранний потенціал мітохондрій серця, покращується ефективність роботи дихального ланцюга мітохондрій, зменшується нітрозативний стрес.

 

ВПЛИВ КОМБІНАЦІЇ МОЛСИДОМІНУ З АТФ-ЛОНГ (МАДЕКОРУ) НА ФІЗИЧНУ ВИТРИВАЛІСТЬ СТАРИХ ЩУРІВ, ЩО ПЕРЕНЕСЛИ ХРОНІЧНИЙ СТРЕС

Т. М. Пантелеймонова
ДУ Інститут геронтології ім. Д.Ф.Чеботарьова НАМН України,  Київ 

Актуальною проблемою геріатричної фармакології залишається пошук лікарських засобів, що впливають на механізми адаптації, підвищують функціональні можливості організму, збільшують працездатність та сповільнюють розвиток стомлення при фізичних і психоемоційних навантаженнях.

Мета – вивчити вікові особливості фармакологічної дії  Мадекору (фіксованої комбінації молсидоміну та АТФ-лонг) та його впливу на витривалість до фізичного навантаження при хронічному м’якому стресі.

Матеріали і методи. В дослідах на молодих (7 міс) і старих (24 міс) щурах, що перенесли хронічний стрес (за методом Willner P. у модифікації  Крупіної Н.А. та співавт., 2012), вивчали вплив Мадекору (із розрахунку молсидоміну – 2 мг/кг, АТФ-лонг – 10 мг/кг) на час плаванням з вантажем (10 % від маси тіла), яке тривало до повного виснаження тварин.

Результати. Встановлено, що хронічний м’який стрес погіршував фізичну витривалість щурів обох вікових груп, однак у контрольних старих щурів час плавання з вантажем був у 2,7 рази меншм, ніж у молодих,  і  становив (42,0 + 6,0) с, тоді як у молодих  (112,2 + 5,4) с (Р < 0,05). Після введення Мадекору тривалість плавання старих щурів зростала на 57 % до (66,0 + 8,5) с, хоча й не досягала показника молодих тварин, у яких час плавання зростав на 20,1 % і становив (134,8 + 7,4) с. Збільшення тривалості плавання під впливом засобу свідчить про підвищення витривалості тварин, зниженої як при старінні, так і під впливом хронічного стресу. Актопротекторний ефект комбінації зумовлений здатністю АТФ не тільки впливати на енергетичний обмін та поповнювати пул макроергічних фосфатів, але й виконувати роль сигнальної речовини, що взаємодіє з пуринергічними рецепторами у нервових, м’язових, ендотеліальних та інших клітинах організму, модулювати передачу рецепторного сигналу та впливати на активність  ферментів вуглеводного та ліпідного обміну, що визначають метаболізм клітин в цілому. З іншого боку, донатор оксиду азоту молсидомін у складі комбінації діє як вазодилататор, антигіпоксант та антиоксидант,  сприяє покрашенню кровопостачання та оксигенації міокарда і скелетних м’язів, що позитивно впливає на м’язовий тонус та  збільшує працездатність.

Висновок. Комбінований засіб Мадекор може застосовуватись для підвищення резистентності організму до фізичних та емоційних навантажень при старінні, а також  для підвищення фізичної працездатності при хронічному стресі.

 

НЕКОТОРЫЕ ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ МИЕЛИНА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ПАРКИНСОНИЗМЕ

Е. В. Розова, И. Н.  Карабань
Институт физиологии им. А. А. Богомольца НАН Украины, Киев
ГУ “Институт геронтологии им. Д. Ф. Чеботарева НАМН Украины”, Киев 

В современной физиологии и патофизиологии большое внимание уделяется одной из актуальных проблем неврологии – изучению механизмов, обусловливающих разрушение миелиновой оболочки нервных волокон. В последнее время наблюдается существенный рост числа «демиелинизирующих» заболеваний, однако болезнь Паркинсона и паркинсоноподобные состояния в имеющемся перечне отсутствуют, несмотря на то, что симптоматика данной патологии предполагает наличие подобных повреждений.

Целью проведенного исследования было выявление нарушений ультраструктуры миелина (М) при экспериментальном паркинсонизме (ЭП) и возможных механизмов их возникновения.

Материалы и методы. На половозрелых крысах-самцах линии Вистар использовали ротеноновую модель ЭП. Электронномикроскопически и морфометрически изучали изменения структуры М в продолговатом мозге (ПМ) и стриатуме (СТ).

Результаты. Показано, что при ЭП в ПМ 50-70 % М было деструктурировано и/или гипергидратировано, что свидетельствует о формировании судорожной готовности в организме. Кроме того, более 40 % митохондрий (МХ) оказывались структурно поврежденными, т.е. развивалась митохондриальная дисфункция (МД). В СТ же нарушения были хотя и значительными, но относительно менее выраженными: 40-50 % М были структурно повреждены, измененными оказывались около 30 % МХ. Нами было высказано предположение о возможной роли митохондриального АТФ-зависимого К+ канала (митоКАТФ) в повреждении М. Результатом применения активатора митоКАТФуридина (УД) была существенная нормализация ультраструктуры М – лишь 20-30 % М оставались структурно поврежденными как в ПМ, так и в СТ. Кроме того, устранялись либо существенно снижались проявления МД. Применениеселективного блокатора   митоКАТФ– 5НД даже одновременно с УД полностью нивелировало положительный эффект последнего. Можно полагать, что повреждения М в значительной степени обусловливаются нарушениями энергетического метаболизма в тканях мозга. Наряду с этим, применение нейропептида церебролизина (Ц), обладающего помимо способности повышать энергетический метаболизм еще и нейротрофической активностью, приводит к еще более существенным результатам, а именно: в ПМ 20-30 % М оставались деструктурированы и/или гипергидратированы, около 20 % МХ были структурно повреждены; в СТ < 10% М и около 15-20 % МХ оставались структурно нарушенными.

Вывод. Полученные результаты указывают на необходимость прицельного изучения механизмов повреждений миелина при нейродегенеративной патологии для поиска оптимальных путей их предотвращения и превентивной медикаментозной коррекции.

 

УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЖИЗНИ ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ  ПРИМЕНЕНИИ СТРЕССОРНЫХ И АНТИСТРЕССОРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Ю. Е. Рушкевич, Т. А. Дубилей
ГУ «Институт геронтологии  им. Д. Ф. Чеботарева НАМН Украины», Киев 

Хронический стресс часто упоминают в числе причин, вызывающих возрастную патологию и уменьшение продолжительности жизни (ПЖ). Наряду с этим имеются сведения о геропротекторном действии слабых стрессорных влияний.

Цель работы – изучить влияние хронических стрессорных и антистрессорных воздействий, применяемых в различные возрастные периоды, на ПЖ лабораторных животных.

Результаты. У старых крыс хроническая подпороговая для двигательных проявлений электростимуляция гипоталамических зон «наказания» приводила к увеличению концентрации тироксина в плазме крови, усилению процессов перекисного окисления липидов и уменьшению ПЖ. Физическая работоспособность, мотивированная эмоциональным стрессором (электрическим раздражением зон «наказания» гипоталамуса), у старых крыс была ниже, чему взрослых. У старых крыс антистрессорная подпороговая хроническая электростимуляция гипоталамических зон «награды» вызывала увеличение ПЖ на фоне снижения симпатоадреналовой активности, усиления антиоксидантной защиты, замедления возрастного повышения эмоциональности и снижения двигательной активности. Физическая работоспособность, мотивированная электрическим раздражением «зон награды» гипоталамуса, у старых крыс не отличалась от таковой у взрослых животных. У старых мышей и старых дрозофил курсовое пероральное применение гидрохлорида морфина увеличивало ПЖ. Применение бутирата натрия также увеличивало ПЖ старых мух. Таким образом, у старых грызунов и дрозофил стрессоры уменьшали, а антистрессорные воздействия увеличивали ПЖ. Вместе с тем, применение морфина у личинок дрозофил, в отличие от старых имаго, не увеличивало ПЖ мух. Однако применение небольших доз стрессоров (слабого теплового стресса или бактериального липополисахарида) увеличивало т.н. «период здоровья» имаго, а также ослабляло возрастное снижение двигательной активности и резистентности к некоторым видам стресса. В дальнейшем эффект увеличения «периода здоровья» исчезал, и ПЖ популяции могла существенно не меняться. Тем не менее в таких случаях удавалось существенно увеличить ПЖ за счет применения антистрессорного препарата бутирата натрия.

Вывод. Последовательное применение слабого стрессора в ранние сроки жизни и хронического антистрессорного воздействия в старости позволяло существенно увеличить ПЖ, продлив, соответственно, период здоровья и здоровую старость.

HYPOXIC-HYPERCAPNIC ENVIRONMENT AS A MODEL OF HYPOMETABOLISM, HYPOTHERMIA, ‘VOLUNTARY’ CALORIE-RESTRICTION AND NON-MEDICAMENTOUS TREATMENT OF RELATED PATHOLOGY

D. A. Tolstun1, A. Knyazer2, T. A. Dubiley1, T. V. Tushinskaya1, I. N. Pishel1, V. V. Bezrukov1, V. E. Fraifeld1,2, K. K. Muradian1
1State Institution “D. F. Chebotarev Institute of Gerontology, NAMS of Ukraine”, Kyiv
2The Shraga Segal Department of Microbiology, Immunology and Genetics, Center for Multidisciplinary Research on Aging, Ben-Gurion University of the Negev, Israel 

Inverse relationship between aging and metabolic rate is well-documented in numerous phylogenetic and ontogenetic models. Of particular interest is comparison of two closely related murine species — mice and naked-mole rats (NMRs). The latter has significantly lower metabolic rate and body temperature and lives around an order of magnitude longer without development of age-associated pathology typical for mice and most other animal species. There are reasons to believe that the extraordinary longevity and resistance to pathology of NMRs are associated with hypoxic-hypercapnic environment (HHE) of their habitat. In this research we asked if HHE could induce similar changes in mice.

Material and methods. Experiments were performed on young (3-4 mo.) and old (24-26 mo.) male C57Bl/6 mice. HHE was modeled by keeping mice in hermetically closed jars for 3 h (acute HHE) or in partially ventilated plastic cuvettes for 30-60 days (chronic HHE). A complex of physiological, biochemical and molecular variables was followed. A particular attention was paid to HHE effects on experimental pathology including diabetes, wound healing and Lewis’ lung carcinoma.

Results. In acute experiments, HHE exposure caused gradual elevation of CO2 content and proportional decrease of O2 and induced several-fold decrease in the gaseous exchange rate (Vo2 and Vco2). In chronic experiments, an around 40% decline in metabolic rate was accompanied by a comparable decrease in food and water consumption which provoked a quick decrease of body weight. In both acute and chronic HHE, body surface temperature decreased by some 2-3 °C. To our best knowledge, HHE is the most powerful model of long-term hypometabolism and hypothermia which opens unprecedented opportunities for modification of biological processes. Moreover, HHE could be regarded as a model of ‘voluntary’ calorie restriction because the experimental animals decreased food consumption by their own good will in an ad libitum feeding regime. Thus, HHE might ameliorate the negative effects of overweight. The described effects are most likely physiologically well-orchestrated, as it follows from decreased expression of the hypothalamic neuropeptide Y and agouti-related peptide which stimulate appetite, food intake and fat storage in normal conditions. The decreased rate of oxidative phosphorylation in HHE could partly be compensated by activation of glycolysis and subsequent higher rates of glucose utilization. In our experiments, it was proved by an increased concentration of lactate in the brain and around one-third decrease of the blood glucose concentration in HHE-adapted mice. In cooperation with the lesser food consumption and leaner body composition, it could result in alleviation of negative consequences of the metabolic syndrome and diabetes. In experiments with streptozotocin model of diabetes, the idea was supported by insignificant changes of blood glucose in mice kept in HHE, in contrast to several fold increase of blood glucose in streptozotocin-treated animals maintained in normoxic conditions. Remarkably, maintenance of mice in HHE resulted in a prolonged lag period and several fold decrease in the growth rate of Lewis lung carcinoma. While in normal atmosphere, all mice injected with carcinoma cells developed tumors and died, several animals kept in HHE did not develop carcinoma at all or, surprisingly, showed retrograde tumor development, when already registered sizeable carcinomas gradually shrunk and disappeared. We believe that study of HHE effects on other types of neoplasia is a highly promising area of research. The proposed model of HHE is simple, reliable and self-produced. It could have wide application in areas ranging from treatment of various pathologies to decreasing O2 and food requirements in conditions of limited resources. The latter is practically inevitable in deep space travelling and upcoming colonization of planets. Every saved percent of O2 or dietary calorie could be a critical issue in such situations, and the proposed optimization of metabolic costs can be ‘a simple solution of complex problems’.

Conclusions. HHE decreases the rate of gaseous exchange (Vo2 and Vco2), food and water consumption, body temperature and weight. Sustained hypometabolism and hypothermia in HHE are the most important findings of this research and could have wide application in biomedical research and deep space traveling. HHE prevented development of diabetes in the streptozotocin model of type I diabetes, decreased development of Lewis lung carcinoma and accelerated skin wound healing.

 

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА МУЛЬТИПОТЕНТНЫХ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТОК ЖИРОВОЙ ТКАНИ У ОВАРИОЭКТОМИРОВАННЫХ МЫШЕЙ РАЗНОГО ВОЗРАСТА

А. Н. Устименко1,2, В. М. Кирик1,2, Г. М. Бутенко1,2
1ГУ «Институт генетической и регенеративной медицины НАМН Украины», Киев
2ГУ «Институт геронтологи им. Д. Ф. Чеботарева НАМН Украины», Киев 

В современной регенеративной медицине особый интерес исследователей и клиницистов привлекают мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (ММСК) жировой клетчатки, которые находят широкое применение в лечении многих заболеваний. Учитывая влияние половых гормонов на функционирование жировой ткани, ключевым аспектом является надлежащая оценка биологической безопасности и прогнозирования эффективности таких клеточных трансплантатов в условиях ассоциированных с возрастом нарушений эндокринной функции яичников.

Цель работыустановить морфофункциональные свойства мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани in vitro у молодых и старых мышей с овариоэктомией.

Материалы и методы. На in vivo модели овариоэктомии у молодых и старых мышей линии СВА/Са воспроизводили нарушения эндокринной функции яичников. ММСК получали из жировой ткани, фенотипировали методом проточной цитометрии и оценивали in vitro морфологические характеристики, пролиферативный потенциал и способность к направленной мультилинейной дифференцировке в остеогенном и адипогенном направлениях.

Результаты. Под влиянием овариоэктомии у молодых животных происходит уменьшение пролиферативного, клоногенного потенциалов ММСК-ЖТ in vitro, показатели которых приближаются к уровню показателей старых животных (p < 0,05). Кроме того, снижается остеогенный потенциал ММСК-ЖТ in vitro, а также происходит усиление адипогенной дифференцировки при одновременном увеличении массы тела in vivo (p<0,05).

Вывод. Результаты исследования свидетельствуют о негативном влиянии овариоэктомии в молодом возрасте на функциональную активность ММСК-ЖТ, что проявляется нарушением их потенциала к пролиферации, колониеобразованию и направленной дифференцировке.

 

RAT BLOOD PROFILES PREDICT AGE AND DEFINE AN AGING INTERVENTION PERIOD

Hagai Yanai*, Christopher Dunn*, Bongsoo Park, Christopher Colletta, Giovanni Finnesso, Lauren Brinster, Ross McDevitt, Bob Wersto, Kathy Perdue, Luigi Ferrucci, Isabel Beerman
Epigenetics and Stem Cell Unit, Translational Gerontology Branch, National Institute on Aging, NIH, Baltimore, MD, USA 

Among all mammalian tissues, blood is perhaps most easily collected, in fairly large quantities for any form of advanced analysis. As is used for example for DNA methylation aging clocks. To date, aging of the peripheral blood has been largely characterized in humans and mice. However, using the mouse to model human hematopoiesis has some drawbacks such as the fact that the common laboratory strains do not develop leukemia, a common age-related disease in humans. An attractive system that could solve these problems is the rat model. Rats have a more similar physiology to humans, yet with relatively short lifespans. Importantly, rats, especially the Fisher 344 strain, display age-related incidence of leukemia. We analyzed the male F344 peripheral blood immune composition across lifespan and found that (i) rat age can be quite accurately predicted by immune cell composition alone; (ii) blood composition changes follow distinct patterns with discernable inflections that (iii) converge around early middle age. Our analysis highlights a potential aging intervention point to ameliorate, delay, or prevent aging of the hematopoietic system.

* Equal contribution

ВОЗРАСТНЫЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ БЕЛОЙ ЖИРОВОЙ ТКАНИ У КРЫС

Р. В.  Янко, Е. Г. Чака
Институт физиологии им. А. А. Богомольца НАН Украины, Киев 

Белая жировая ткань выполняет в организме ряд важных функций: энергетическую, защитную, теплоизолирующую, депонирующую и эндокринную. С возрастом в жировой ткани развиваются выраженные структурные и функциональные изменения, происходит накопление висцерального жира в организме.

Цель работы – исследовать возрастные морфологические изменения белой жировой ткани (ЖТ) у крыс.

Материалы и методы. Исследование проведено на 24 крысах-самцах линии Wistar возрастом 6 и 21 месяцев. Животные находились в унифицированных условиях и на стандартном рационе питания. Работу с лабораторными крысами проводили с соблюдением международных принципов Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других целей. Из белой ЖТ изготавливали гистологические препараты по стандартной методике. С использованием цифровой камеры микропрепараты фотографировали на микроскопе «Nikon» (Япония). На цифровых изображениях микропрепаратов осуществляли морфометрию с помощью компьютерной программы «IMAGE J».

Результаты. Масса висцерального жира и его соотношение к массе тела у 21-месячных крыс было больше на 73 % и 21 %, соответственно, по сравнению с 6-месячными животными.   Выявлены различия в морфологической структуре белой ЖТ у крыс разных возрастных групп. Так, 21-месячные животные имели достоверно большие размеры адипоцитов (диаметр – на 16 %, площадь – на 31 %), большую площадь их ядер – на 54 %, меньшее количество и плотность размещения клеток на единицу площади – на 21% и 22 %, соответственно, по сравнению с молодыми животными. В белой ЖТ крыс старшего возраста отмечали достоверно большее количество адипоцитов с диаметром свыше 100 мкм (на 164 %) и большую толщину стенок клеток (на 20 %) по сравнению с 6-месячными крысами. Также у взрослых животных наблюдали достоверно большую относительную площадь соединительной ткани и стромально-паренхиматозный индекс (на 68 % и 37 %, соответственно), чем у молодых крыс.

Вывод. С возрастом накопление висцерального жира в организме происходит, прежде всего, за счет гипертрофии адипоцитов и разрастания соединительной ткани в белой жировой ткани.