Биология клетки и субклеточных систем. Цитология

В учебном пособии описана физиология иммунной системы и механизм иммунного ответа при гельминтозах животных. Изложены современные методы определения иммунного статуса у животных и влияние наиболее часто применяемых антгельминтиков на иммунный статус овец, свиней и телят.

Пуринергическая сигнальная система играет существенную роль в функционировании организма начиная с ранних этапов эмбриогенеза и затем в постнатальном периоде. При старении показано снижение экспрессии пуриновых рецепторов в нервной ткани и сосудистом эндотелии. Однако в доступной научной литературе крайне мало информации о функционировании пуринергического рецепторного комплекса на поверхности форменных элементов крови. Целью данной работы было изучить изменения ультраструктуры и функциональных свойств лимфоцитов людей пожилого возраста при активации пуринергической сигнальной системы. В проведенном исследовании при помощи механического стресса in vitro смоделированы условия, близкие к физиологическим в микроциркуляторном сосудистом русле. Структура и биофизические свойства клеточной мембраны, от которых зависит функционирование форменных элементов крови, были изучены на атомно-силовом микроскопе. Упруго-эластические свойства поверхности лимфоцитов анализировались по численным данным модуля Юнга. Электрические свойства плазмалеммы клеток оценивались путем измерения поверхностного потенциала в режиме зонда Кельвина. Анализ механизмов межклеточной адгезии проводился в режиме силовой спектроскопии. Исследование показало, что выброс аденозинтрифосфата (АТФ) клетками крови, индуцированный с помощью механического стресса, повлиял на структуру и биофизические параметры поверхности лимфоцитов. При моделировании условий механической деформации клеток уровень АТФ в крови увеличился в 2,6 раза по сравнению с контролем. Количество морфологических образований на плазмалемме лимфоцитов уменьшилось на фоне появления более крупных глобулярных структур. Кроме того, снизилась жесткость лимфоцитов, увеличились заряд клеточной поверхности и сила адгезии между лимфоцитом и эритроцитом. Полученные экспериментальные данные могут иметь большое значение в диагностике и лечении различных патологических состояний, сопровождающих старение организма.

Функциональные свойства биологических мембран, такие как жесткость, заряд, адгезия, во многом определяют иммунорегуляторную активность гранулоцитарной популяции лейкоцитов. Целью работы явилось изучение функциональных (механических, адгезивных и электрических) свойств биомембран гранулоцитов в группе здоровых людей и больных острым лимфобластным лейкозом на модели механического стресса in vitro. В качестве естественной модели опухолевого процесса выбран острый лимфобластный лейкоз, при котором в системе крови повреждается лимфоидное звено адаптивного иммунитета и циркулируют бласты. С использованием модели механического стресса изучено влияние элементов пуринергической сигнальной системы на функциональные свойства биомембран гранулоцитов. Установлено повышение концентрации аденозинтрифосфата (АТФ) в крови под влиянием механического стресса: у здоровых людей – в 2,3 раза, у больных лейкозом – в 1,8 раза по сравнению с интактными пробами. В условиях механической деформации клеток крови в группе здоровых людей жесткость и заряд клеточной поверхности снизились соответственно на 16,8 % (р < 0,05) и 47 % (р < 0,05), при этом сила адгезии между эритроцитом и гранулоцитом увеличилась на 18 % (р < 0,05) по сравнению с интактными пробами. В пробах крови больных острым лимфобластным лейкозом жесткость поверхности снизилась на 54,4 % (р < 0,05), сила адгезии между эритроцитом и гранулоцитом увеличилась на 30,7 % (р < 0,05) по сравнению с интактными пробами. Таким образом, результаты исследования позволяют рассматривать молекулу АТФ как паракринный регуляторный элемент в межклеточной сигнализации. Полученные экспериментальные данные могут быть применены в области физиологии микроциркуляции для изучения механизмов взаимодействия между клетками крови в норме и при развитии лейкоза.

Методические указания по дисциплине «Генетика и биометрия» разработаны и подготовлены: кандидатом биологических наук, доцентом В.И. Митютько, ассистентом А.Ю. Алексеевой. Посвящены изучению цитогенетики и описанию материальных структур наследственности на клеточно-ядерном уровне.

Дается краткая информация об основных направлениях научной деятельности ВНИИСПК. Более подробно описывается работа лаборатории цитоэмбриологии, ее значение в решении вопросов плодоводства: в селекции яблони на полиплоидном уровне при создании триплоидных сортов и отдаленной гибридизации вишни для получения сортов, устойчивых к грибным болезням. Цитологический анализ микро- и макроспорогенеза исходных форм позволяет охарактеризовать качество формирующихся гамет (мужских и женских) и возможность использования этих форм в селекции для получения высокоадаптивных сортов с хозяйственно-ценными признаками.