Научная статья на тему 'НОВАЯ ГРУППА МЕМБРАНОТРОПНЫХ ГОМЕОСТАТИЧЕСКИХ ТКАНЕСПЕЦИФИЧЕСКИХ БИОРЕГУЛЯТОРОВ: ИДЕНТИФИКАЦИЯ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ'

НОВАЯ ГРУППА МЕМБРАНОТРОПНЫХ ГОМЕОСТАТИЧЕСКИХ ТКАНЕСПЕЦИФИЧЕСКИХ БИОРЕГУЛЯТОРОВ: ИДЕНТИФИКАЦИЯ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
90
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БИОРЕГУЛЯТОРЫ / АДГЕЗИЯ / РАНОЗАЖИВЛЕНИЕ / BIOREGULATORS / ADHESION / WOUND HEALING

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Ямскова В. П., Краснов М. С., Рыбакова Е. Ю., Богданов В. В., Ильина А. П.

В данной работе рассмотрены эндогенные биорегуляторы, обнаруженные в различных тканях млекопитающих. Биорегуляторы имеют сложный состав и состоят из регуляторных пептидов и белков модуляторов. В растворах биорегуляторы представлены в виде крупных наноразмерных ассоциатов (50-300 нм). Была показана их локализация на поверхности клеток. В сверхмалых дозах (10-8-10-15 мг/мл) они участвуют в регуляции репаративных и восстановительных процессов в различных тканях. Их действие тканеспецифическое, но при этом отсутствует видовая специфичность. Среди множества молекулярных факторов, влияющих в низких концентрациях на различные биологические процессы, данные биорегуляторы можно выделить в отдельную группу на основании их оригинальных физико-химических свойств и специфической биологической активности. Данные биорегуляторы опосредуют прохождение регуляторного сигнала по межклеточному пространству тканей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Ямскова В. П., Краснов М. С., Рыбакова Е. Ю., Богданов В. В., Ильина А. П.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

A NEW GROUP OF MEMBRANE-ACTING TISSUE-SPECIFIC HOMEOSTATIC BIOREGULATORS: IDENTIFICATION, PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES AND BIOLOGICAL ACTION

In this article the endogenous bioregulators were found in various mammalian tissues. Bioregulators have a complex composition and consist of regulatory peptides and protein modulators. In solutions bioregulators presented as major associates nanoscale (50-300 nm). Their localization on the cell surface was shown. In ultra low doses (10-8-10-15 mg/ml), they are involved in the regulation of reparative and regenerative processes in different tissues. Their effect is tissue-specific, but there is nospecies specificity. Among the many molecular factors that influence in low concentrations in the various biological processes, data bioregulators can be identified as a separate category on the basis of their original physical and chemical properties and the specific biological activity. These bioregulators mediate passage regulatory signal for intercellular space of tissues.

Текст научной работы на тему «НОВАЯ ГРУППА МЕМБРАНОТРОПНЫХ ГОМЕОСТАТИЧЕСКИХ ТКАНЕСПЕЦИФИЧЕСКИХ БИОРЕГУЛЯТОРОВ: ИДЕНТИФИКАЦИЯ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ»

В.П. Ямскова1, М.С. Краснов2, Е.Ю. Рыбакова1, В.В. Богданов2, А.П. Ильина2, О.Г. Куликова2.

Д.И. Мальцев2, И.А. Ямсков2

НОВАЯ ГРУППА МЕМБРАНОТРОПНЫХ ГОМЕОСТАТИЧЕСКИХ ТКАНЕСПЕЦИфИЧЕСКИХ БИОРЕГУЛЯТОРОВ: ИДЕНТИфИКАЦИЯ,

физико-химические свойства и биологическое действие

'ФГБУН Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН Россия, 119334, Москва, ул. Вавилова, 26 2ФГБУН Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН Россия, 119991, Москва, ул. Вавилова, 28

Введение

В настоящее время известно большое количество биологически активных молекул, влияющих на различные процессы метаболизма в организме (цитокины, гормоны, различные медиаторы). Но, поиск новых молекул является актуальным, особенно в аспекте исследования регуляторных веществ в межклеточном пространстве тканей, которые ответственны

за фактор регуляции клеток опосредованно через клеточную адгезию. Предметом данной работы являлось исследование новых биологически активных веществ, которые изначально были выделены как молекулы адгезии, а далее было показано их влияние на основные биологические процессы в живых системах.

Материалы и методы

Биорегуляторы были выделены из различных тканей по разработанной методике при пониженной температуре в физиологическом растворе.

Мембранотропные гомеостатические тканес-пецифические биорегуляторы (МГТБ) обычно сосредоточены в надосадочной жидкости (су-пернатанте) при высаливании тканевых экстрактов в насыщенном растворе сернокислого аммония. Далее данная фракция супернатан-та могла быть разделена с помощью методов изоэлектрофокусирования либо обращенно-фазовой ВЭЖХ. Детекцию фракций белков проводили спектрофотометрически при 280 нм. Для обращено-фазовой ВЭЖХ применяли хроматограф Agilent 1100 Series (США), колонку Биохиммак С8-200 (4,6 мм х 150 мм), градиент вода (0,1% ТФА)-ацетонитрил, скорость элюции 0,5 мл/мин. Размер белковых частиц в растворах определяли методом лазерного динамического светорассеивания [1] либо с помощью метода атомно-силовой микроскопии [2]. Для биотестирования фракций биорегуляторов использовали ранее разработанный адгезиометрический метод [3], на органотипической культуре печени мышей оценивали параметр, отражающий мем-бранотропную активность. Определение вторичной структуры проводили с помощью метода

кругового дихроизма. Спектры кругового дихроизма в УФ-области (195-260 нм) снимали на КД-спектрометре Jasco 720 (Япония) при 20 оС в кварцевых кюветах с длиной оптического пути 1 мм. Скорость сканирования - 50 нм/мин, шаг -1 нм, накопление каждого шага - 2 сек. Концентрация исследуемого белка в водном растворе составляла 60-400 мкг/мл. Итоговый спектр получали по результатам усреднения данных трех сканирований и вычитания спектра базовой линии (контроля). Содержание элементов вторичной структуры оценивали с помощью программы CDNN (http://bioinformatik.biochemtech. uni-halle.de/cdnn). Анализ молекулярной массы белков проводили методом MALDI-TOF на время-пролетном масс-спектрометре UltraFlex 2 (Bruker Daltonic, Германия). Время-пролетные масс-спектры фиксировали в линейном режиме и режиме рефлектора. Для проведения масс-спектрометрического анализа образцы упаривали досуха, остаток растворяли в 70%-ном ацетонитриле, содержащем 0,1% ТФУ, до образования раствора с концентрацией не менее 10 пмоль/мкл. В работе использовали следующие матрицы: синапиновая кислота, 2-циано-4-гидроксикоричная кислота. Для исследования специфической биологической активности био-

регуляторов был разработан ряд новых моделей органотипического культивирования тканей и органов позвоночных животных [4-8]. Особенно яркое действие биорегуляторов наблюдали при роллерном органотипическом культивировании

тканей. Локализацию в тканях биорегуляторов проводили с помощью получения поликлональ-ной антисыворотки к соответствующим биорегуляторам и последующей иммуногистохими-ческой реакции на срезах тканей.

Результаты и обсуждение

Биорегуляторы данной группы, которая получила название «мембранотропные гомеостати-ческие тканеспецифические биорегуляторы», были обнаружены нами в различных тканых животных позвоночных и беспозвоночных, растений, грибов [9].

МГТБ проявляют ряд достаточно оригинальных свойств, их изучение способствовало разработке определенного экспериментального подхода к изучению биорегуляторов данной группы [3]. Его основу составляют экстракция МГТБ из тканей, их очистка, изучение состава и биологического действия. Например, для изучения биологической активности МГТБ был разработан метод их биотестирования, основанный на оценке мембранотропного действия биорегуляторов. Для исследования влияния биорегуляторов на состояние клеток и тканей были разработаны экспериментальные модели роллерного органо-типического культивирования, в основном, тканей амфибий, поскольку они лучше тканей мле-

копитающих выдерживают условия длительного культивирования, а активность МГТБ характеризуется отсутствием видовой специфичности.

На данных моделях было продемонстрировано влияние МГТБ в сверхмалых дозах, соответствующих 10-8-10-15мг белка/мл (СМД), на ход и направленность таких важнейших биологических процессов как адгезия и миграция клеток, клеточная пролиферация и дифференцировка, апоптоз. Было показано, что биорегуляторы данной группы стимулируют восстановление и репарацию в по-врежденныз тканях за счет дополнительной активации клеточных источников регенерации в ткани [9].

Иммуногистохимическими методами была показана их внеклеточная локализация (рис. 1). Полученные результаты свидетельствуют в пользу высказанного нами предположения об участии данных биорегуляторов в образовании структуры «малого» матрикса.

мезофилл

"фИ» V

Рис. 1. Локализация биорегуляторов в тканях. Локализация биорегулятора, выделенного из сыворотки крови на поверхности клеток печени тритона: а) гепатоцитов; б) клеток кроветворения (указано стрелками) (Ув. ок.х10, об. х 100); в) локализация биорегулятора, выделенного из луковиц чеснока, в ткани отростка чеснока на поверхности клеток эпидермиса и округлых клеток губчатого мезофилла (указано стрелками) (Ув. ок.х10, об.х20); г) локализация биорегулятора, выделенного из роговицы - на поверхности клеток эпителия и эндотелия роговицы (указано стрелками): а) тритона (Ув . ок.х10, об.х20); б) крысы (Ув. ок.х10, об.х10).

Результаты исследований показали, что МГТБ имеют сложный состав: они представляют собой комплексы биологически активных пептидов (регуляторные пептиды, РП), в том числе углеводсодержащих, и белков, которые модулируют активность РП. Ионы кальция играют большую роль в организации МГТБ - они участвуют во взаимодействии отдельных компонентов МГТБ между собой (рис. 2). Экспериментально показано, взаимодействие РП с белками-модуляторами происходит по принципу углевод-белкового взаимодействия: белок-модулятор, подобно

лектину «узнает» углеводную компоненту (остатки маннозы) пептидов, образуется комплекс в присутствии ионов кальция (рис. 2). Образование такого комплекса приводит к изменению активности РП. В некоторых случаях происходит значительное уменьшение активности РП, например, это показано для биорегулятора, выделенного из сыворотки крови [10]. В случае других биорегуляторов, например, выделенных из тканей заднего сектора глаза, образование комплекса вызывает увеличение активности РП и проявление ее в СМД [11].

Рис. 2. Механизм взаимодействия регуляторных пептидов с их модуляторами, лежащий в основе образования

и функционирования биорегуляторов данной группы

Согласно нашим представлениям, взаимодействие между РП и белками-модуляторами лежит в основе самосборки структуры МГТБ, которые являются «тонкими настройщиками» органо-тканевого гомеостаза, то есть обеспечивают регуляцию биологических процессов, проявляя свойства тканевой, но не видовой специфичности действия. В этом аспекте следует привести экспериментально полученные

данные об исследовании пептидной компоненты, выделенной из различных тканей глаза быка. Несмотря на то, что эти ткани глаза: роговица, хрусталик, стекловидное тело, радужка, сетчатка и др., выполняют различные функции и имеют разное строение, в состав биорегуляторов, выделенных из каждой ткани глаза, входят несколько одинаковых пептидов (табл. 1).

Таблица 1

Пептидный состав биорегуляторов, выделенных из различных тканей глаза. Перечень сигналов масс-спектров пептидов

№ Источник М (m/z) Концентрация (мг/мл)

1 Сетчатка глаза быка Bos taurus taurus 4302, 4528, 4819, 8603 0,068

2 Хрусталик глаза быка Bos taurus taurus 4302, 4529, 4817, 8604 0,0041

3 Стекловидное тело глаза быка Bos taurus taurus 4300, 4370, 4420 0,081

Продолжение Табл. 1

№ Источник М (m/z) Концентрация (мг/мл)

4 Радужка глаза быка Bos taurus taurus 3944,4301 0,083

5 Цилиарное тело глаза быка Bos taurus taurus 4301 0,068

6 ПЭ глаза быка Bos taurus taurus 4303, 4532, 4819 0,0017

7 Склера глаза быка Bos taurus taurus 4171, 4302, 4531, 4819 0,039

8 Роговица глаза быка Bos taurus taurus 1442, 3376, 3973, 4302, 4418, 4531, 4817, 8604 0,0105

Важно отметить, что в литературе отсутствуют данные о синтезе гликопептидов в тканях высших животных. В связи с этим, можно предположить, что РП являются продуктами постоянно протекающего в межклеточном пространстве тканей протеолиза белков, в том числе гликопротеинов.

Известно, что суперсемейство матричных металлопротеаз (ММР), включающее в себя более 28 представителей, а также семейство ингибиторов данных ферментов (Т1МР) постоянно осуществляют модификацию ВКМ за счет протеолиза его белков [12]. В литературе имеются данные, показывающие, что продукты протеолиза белков ВКМ играют

большую роль в дифференцировке и пролиферации клеток [13]. Согласно предложенной нами концепции, продукты протеолиза собираются в ассоциаты, которые являются биологически активными. Большую роль в этом процессе играют белки-модуляторы. Мы предполагаем, что белки-модуляторы (в некоторых случаях они представлены неизученными изоформами сывороточного альбумина) проявляют свойства шаперо-нов - осуществляют организацию и «упаковку» пептидов, которые приобретают вторичную структуру, преимущественно содержащую различные Р-элементы и статистический клубок (табл. 2).

Таблица 2

Вторичная структура регуляторных пептидов, входящих в состав биорегуляторов

Источник выделения биорегуляторов (из тканей крупного рогатого скота) а-спираль, % Р-складки (антипараллельные), % Р-складки (параллельные), % Р-изгибы, % Статистический клубок,%

Пигментный эпителий глаза 7,6 ± 0,5 37,4 ± 0,5 5,7 ± 0,5 18,9 ± 0,5 30,4 ± 0,5

Сетчатка 7,4 ± 0,5 40,0 ± 0,5 5,2 ± 0,5 18,4 ± 0,5 31,0 ± 0,5

Хрусталик 6,8 ± 0,5 40,4 ± 1,0 5,2 ± 0,5 18,5 ± 1,0 30,8 ± 1,0

Сыворотка крови 8,0 ± 0,5 40,1 ± 0,5 2,0 ± 0,5 16,9 ± 0,5 33,0 ± 0,5

Легкое 2,2 ± 0,5 48,1 ± 0,5 3,7 ± 0,5 16,7 ± 0,5 29,3 ± 0,5

Печень 2,2 ± 0,5 48,1 ± 0,5 3,7 ± 0,5 16,7 ± 0,5 29,3 ± 0,5

Желчь 2,2 ± 0,5 48,3 ± 0,5 3,7 ± 0,5 16,7 ± 0,5 29,1 ± 0,5

Молоко 6,2 ± 0,5 45,7 ± 0,6 3,6 ± 0,8 16,0 ± 1,1 28,5 ± 3,2

Предстательная железа 6,4 ± 0,1 47,1 ± 0,2 3,7 ± 0,3 14,1 ± 0,1 28,7 ± 1,5

Следует отметить особую роль изоформ альбумина сыворотки крови, которые были обнаружены как белки-модуляторы, входящие в состав нескольких МГТБ. Известно, что семейство сывороточного альбумина включает в себя несколько десятков членов. До сих пор их функция оставалась совершенно неизученной. Согласно предложенной нами концепции, многочисленные изоформы сывороточного альбумина могут быть ответственны за регуляцию процессов органно-тканевого гомеостаза, входя в состав МГТБ и функционируя как шапероны в межклеточном пространстве соответствующей ткани. Такое поведение сывороточного альбумина (подобно шаперону) показано в литературе [14]. Мы полагаем, что изоформы альбумина могут проникать избирательно в межклеточ-

ное пространство соответствующего органа через гемато-органные барьеры, которые пропускают только специфический для данного органа альбумин. Это предположение подкрепляется результатами исследования альбуминов, входящих в состав МГТБ. Так, например, методами масс-спектрометрии было показано, что альбумины, входящие в состав нескольких МГТБ, имели различные значение молекулярных весов [4, 15].

Важнейшим свойством МГТБ является их способность образовывать крупные нанораз-мерные частицы даже в очень разбавленных растворах (рис. 3, 4) [4-7, 16]. Надо отметить, что экспериментально была показана зависимость между наноразмерным состоянием МГТБ и проявлением их активности в СМД [11].

0,01 0,1 1 10 100 1000 10000

в

1,0 •

0,8 I

0,6 х 0,4 I 1 1

0,2 1 |

0,0 1 1

0,01 0,1 1 10 00 1000 10000

Рис. 3. Лазерное динамическое светорассеивание растворов, содержащих биорегулятор, выделенных из: а) молока = 87,8 ± 10,1 нм); б) ПЭ = 205,5 ± 11,3 нм); в) роговицы = 130,5 ± 12,4 нм); Rh - величина гидродинамического радиуса при величине угла рассеяния 0°

Рис. 4. Атомно-силовая микроскопия растворов биорегуляторов, выделенных из: а) хрусталика (110-200 нм);

б) ПЭ (150-300 нм); в) сетчатки (120-170 нм)

Очевидно, это свойство МГТБ непосредственно связано с их способностью влиять на структуру воды. Это было показано ранее различными физико-химическими ме-

тодами: ИК-спектроскопия, ЯМР, лазерное динамическое светорассеивание [17]. Было высказано предположение о том, что в основе механизма действия биорегуляторов

данной группы в СМД лежит способность изменять структуру воды в растворе [18]. Согласно нашим представлениям, МГТБ, присутствующие в виде «малого» матрикса в межклеточном пространстве, обеспечивают прохождение регуляторного сигнала по ткани за счет перевода воды в определенное состояние. Именно в этом состоянии вода функционирует как «информационная матрица». Любое воздействие небольшого количества сигнальных молекул вызывает локально ее изменение - образование новых структур воды, которое быстро распространяется по межклеточному пространству тканей, вызывая изменения конформации соответствующих рецепторов. Через некоторое время это «возмущение» в виде образования локальной новой структуры воды исчезает, и вода вновь переходит за счет взаимодействия с МГТБ в свое постоянное состояние «информационной матрицы».

Результаты этого исследования объясняют также уникальное свойство биорегуляторов данной группы дополнительно активировать клеточные источники регенерации, вызывая тем самым стимуляцию процессов восстановления и репарации [9].

Поэтому в настоящем исследовании была предпринята попытка изучить мембрано-тропную активность двух экстрактов, выделенных из печени и легкого крыс, в состоянии «мнимых» растворов, полученных при разведении соответствующего тканевого экстракта в 1050 раз. Исследование проводили на свежеприготовленной органной культуре ткани печени или легкого мыши после кратковременной инкубации (20 мин). На первом этапе данной экспериментальной серии были исследованы растворы тканевых экстрактов в СМД, которые были получены разбавлением исходных растворов в 1012 раз.

Результаты этого исследования показывают, что экстракты тканей печени и легкого крыс в СМД проявляют мембранотропную активность (табл. 1).

Как видно из результатов, приведенных в табл. 2, оба экстракта проявляли этот вид биологической активности, причем сохранялся ее тканеспецифический характер.

Полученные данные указывают на присутствие в «мнимых» растворах экстрак-

тов печени и легкого крыс структур воды, оказывающих биологическое действие. Это согласуется с современными представлениями о способности молекул воды образовывать структуры под действием физико-химических факторов.

В пользу этого предположения свидетельствуют результаты следующей экспериментальной серии, в которой действию ультразвука были подвергнуты растворы экстрактов в СМД и в «мнимых» растворах. Было показано, что после ультразвукового воздействия растворы экстрактов в СМД сохраняли мембранотропную активность, имеющую тканеспецифический характер. Однако в состоянии «мнимых» растворов тканевые экстракты утрачивали способность оказывать влияние на свойства плазматической мембраны клеток после ультразвукового воздействия. Полученные данные предполагают, что биорегуляторы, присутствующие в экстрактах печени и легкого, способствуют образованию биологически активных структур воды, которые могут необратимо разрушаться при ультразвуковом воздействии.

Следует отметить очень важный экспериментальный результат, который был получен в этом исследовании. Работа на двух тканевых культурах позволила оценить биологическую активность образующихся в «мнимых» растворах структур воды, которые оказывают такое же тканеспецифическое действие, как и биорегуляторы данной группы в СМД.

В данном случае, возможно, что тканеспе-цифические кластеры обладают различной организацией, свойственной данному типу ткани. Также вероятно, что существует несколько видов «стандартных» кластеров, присутствующих во всех растворах, и их сочетание определяет тканеспецифический характер биологически активных веществ.

На основании полученных результатов можно предположить, что в основе биологического действия биорегуляторов данной группы как в СМД, так и в «мнимых» растворах, лежит их способность участвовать в образовании кластеров воды, различающихся по структуре.

Мембранотропная активность тоже тка-неспецифична - это показано для печени и легкого крыс.

Таблица 3

Мембранотропная активность (Ма) экстрактов печени и легкого крыс в сверхмалых дозах на органных культурах ткани

Исследуемый раствор Мембранотропная активность экстрактов печени и легкого крыс в сверхмалых дозах на органных культурах ткани (Ма, %)

До озвучивания Воздействие ультразвуком

Через 1 час Через неделю

Печень Легкое Печень Легкое Печень Легкое

Экстракт печени крысы 141,0* ± 7,06 104,24 ± 5,16 138,34* ± 5,16 _** _** _**

Экстракт легкого крысы 108,36 ± 5,25 162,0* ± 8,1 _** 16,7 ± 0,5 29,3 ± 0,5 _**

* - отмечены статистически достоверные результаты (p < 0,05); ** - мембранотропную активность не определяли.

Таблица 4

Мембранотропная активность (Ма) экстрактов печени и легкого крыс

в «мнимых» растворах

Исследуемый раствор Мембранотропная экстрактов печени и легкого крыс в «мнимых» растворах (%)

До озвучивания Воздействие ультразвуком

После воздействия Через неделю после воздействия

Органная культура ткани Печень Легкое Печень Легкое Печень Легкое

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Экстракт печени крысы 139,87* ± 6,95 102,24 ± 5,62 103,11 ± 5,15 _** 105,3 ± 5,76 _**

Экстракт легкого крысы 105,28 ± 5,25 144,31* ± 7,12 _** 102,15 ± 4,54 _** 108,37 ± 5,42

Таким образом, мы показали, что биологическое действие изучаемых биорегуляторов тка-неспецифично, но не видоспецифично.

В качестве примера далее приведена ткане-специфическая активность ранозаживления кожи мыши in vivo. Оказалось, что из исследуемых биорегуляторов, как показано на рис. 5, активными являются биорегуляторы, выделенные из сыворотки крови, подорожника, алоэ, хрусталика, жемчужницы; в случае же применения биорегуляторов, выделенных из роговицы, кабачков, почек, сетчатки эффект был как в контрольной группе с физиологическим раствором. Причем действие различных биорегуляторов было акцентрировано на определенные структуры кожи при применении различных биорегуляторов, что говорит о тканеспецифич-ности их действия.

В контроле в центральной части раны наблюдали образование очага хронического воспаления и формирование соединительнотканного

рубца в дерме, отмечали отсутствие полной реэпителизации, отмечалось нарушение адгезионных взаимодействий между эпителием и дермой, не наблюдалось восстановления протоков желез. В дерме происходило образование рубцовой ткани; подкожная жировая ткань была плохо выражена (рис. 5 а, д, е).

В опытных группах с активными биорегуляторами наблюдали совершенно иную картину репарации кожи: сильное стягивание краев раны и практически полную ее реэпителизацию (кроме использования биорегулятора из хрусталика), более выраженную, чем у животных контрольной группы (восстанавливались все слои многослойного эпителия).Отмечали отсутствие очагов воспаления.

Структура дермы почти восстановлена, отмечено поддержание адгезивных взаимодействий между эпителием и дермой, соединительная ткань была менее уплотненной по сравнению с тканью мышей контрольной группы.

Рис. 5. Модель экспериментальной кожной раны у мышей in vivo при обработке раны: а) физ. раствором; б) биорегулятором сыворотки крови в дозе 10-12 мг белка/мл; в) биорегулятором жемчужницы в дозе 10-10 мг белка/мл; г) биорегулятором хрусталика в дозе 10-12 мг белка/мл; д) биорегулятором роговицы в дозе 10-11 мг белка/мл; е) биорегулятором сетчатки в дозе 10-10 мг белка/мл; ж) биорегулятором подорожника в дозе 10-12 мг белка/мл; з) биорегулятором алоэ в дозе 10-10 мг белка/мл (Ув. ок. х10, об. х10); 1 - эпидермис; 2 - дерма; 3 - подкожная жировая ткань; 4 - струп; 5 - волосяные фолликулы; 6 - сальные железы; 7 - очаг воспаления; 8 - фиброзный рубец

В дерме (особенно под раной) и в подкожной ткани отмечено восстановление многочисленных протоков потовых желез (в случае применения биорегуляторов подорожника, алоэ, хрусталика и сыворотки крови) и волосяных фолликулов (в случае биорегуляторов из сыворотки крови и хрусталика). В случае применения биорегуляторов из сыворотки крови, хрусталика и жемчужницы происходило восстановление сальных желез в дерме. Жировая ткань сильно развита (особенно в случае применения биорегуляторов из подорожника и алоэ). В отдельных участках под раной отмечено частичное восстановление мышечных элементов (в случае применения биорегулятора из сыворотки крови). То есть, в случае действия активных биорегуляторов наблюдалось полное восстановление нормальной структуры ткани кожи (рис. 5 б, в, г, ж, з). Эти данные полностью соответствуют результатам ранее проведенного исследования, свидетельствующего о ранозаживляющем действии сывороточного МГТБ [8]. У мышей с

использованием биорегулятора из жемчужницы наблюдали стимуляцию ранозаживления, восстановительные процессы происходили по иному механизму, чем у мышей с биорегулятором из сыворотки крови, подорожника и алоэ. В дерме наблюдали сальные железы и эпителиальные структуры, которые мигрировали к эпидермису, образуя характерные «столбики» эпителия (отмечено стрелкой). Следует отметить, что картина регенерации кожи у мышей данной группы была сходной с таковой у мышей мутантной линии Hrhr/ Hrhr на модели экспериментального ожога in vivo [19]. Мутация в гене Hr вызывает нарушение волосяных фолликулов, образовавшихся в эмбриогенезе, и приводит к полному облысению животных. Обнаруженная аналогия может быть объяснена отсутствием волосяных фолликулов у моллюсков, вследствие чего наблюдается другой механизм репарации кожи, в отличие от млекопитающих, у которых стволовой отдел эпителиальных и мезенхимных клеток связан с волосяными фолликулами.

заключение

Таким образом, результаты проведенных нами исследований свидетельствуют в пользу высказанной нами ранее концепции о присутствии во всех живых организмах определенного механизма биорегуляции, основанного на структурных перестройках воды. На наш взгляд, данный механизм лежит в основе феномена действия физико-химических факторр\ ов в СМД. Значительная сложность в исследовании этого вопроса связана с тем, что вода в живых организмах принципиально отличает-

Список использованных источников

ся от воды «свободного» объема - предмета многих исследований, проводимых физико-химическими методами. Тем не менее, обнаружение данной группы биорегуляторов, которые, на наш взгляд, участвуют в образовании «малого» матрикса межклеточного пространства тканей, позволяет моделировать многие процессы, происходящие в живых организмах, и, тем самым, более глубоко изучать данный механизм биорегуляции.

1. Stepanek, P. Dynamic Light Scattering. The method and some applications // Ed. By Brown W. - Oxford: Clarendron Press, 1993. - P. 177.

2. Filinov, A.S., Dubrovin, E.V, Gavrilko, D.Yu., Meshkov, G.B., Yaminsky, I.V. FemtoScan Online - A Combination of Probe Microscopy and Internet Technologies // Proceedings of International Workshop "Scanning Probe Microscopy-2002", Nizhny Novgorod, Russia, March 3-6. - 2002. - Р. 64-66.

3. Ямскова, В.П., Резникова, М.М. Низкомолекулярный полипептид сыворотки крови теплокровных: влияние на клеточную адге-

зию и пролиферацию // Журнал общей биологии. - 1991. - Т. 52, № 2. - С. 181-191.

4. Borisenko, A.V., Yamskova, V.P., Kras-nov, M.S., Blagodatskikh, I.V., Vecherkin, V.V., Yamskov, I.A. Regulatory proteins from the mammalian liver that display biological activity at ultra low doses / Ed. by Varfolomeev S.D. [et al.] // Biochemical Physics Frontal Research. -Hauppauge NY: Nova Science Publishers Inc., 2007. - Р. 35-45.

5. Krasnov, M.S., Gurmizov, E.P., Yamskova, V.P., Yamskov, I.A. Analysis of a Regulatory Peptide from the Bovine Eye Lens:

Physicochemical Properties and Effect on Cataract Development in vitro and in vivo / Ed. by Varfolomeev S.D. [et al.] // Biochemical Physics Frontal Research. - Hauppauge NY: Nova Science Publishers Inc, 2007. - P. 21-33.

6. Margasyuk, D.V., Krasnov, M.S., Blago-datskikh, I.V., Grigoryan, E.N., Yamskova, V.P., Yamskov, I.A. Regulatory Protein from Bovine Cornea: Localization and Biological Activity / Ed. by Varfolomeev S.D. [et al.] // Biochemical Physics Frontal Research. - Hauppauge NY: Nova Science Publishers Inc. - 2007. - P. 47-59.

7. Nazarova, P.A., Yamskova, V.P., Krasnov, M.S., Filatova, A.G., Yamskov, I.A. Regulatory proteins biologically active in ultralow doses from mammalian glands and their secretions / Ed. by Varfolomeev S.D. [et al.] // New Trends in Biochemical Physics Research. - Hauppauge NY: Nova Science Publishers Inc., 2007. - P. 73-82.

8. Yamskova, V.P., Krasnov, M.S., Ryba-kova, E.Yu., Vecherkin, V.V., Borisenko, A.V., Yamskov, I.A. Analysis of regulatory proteins from bovine blood serum that display biological activity at ultra low doses: 2. Tissue localization and role in wound healing / Ed. by Varfolomeev S.D. [et al.] // Biochemical Physics Frontal Research. - Hauppauge NY: Nova Science Publishers Inc., 2007. - P. 71-78.

9. Ямскова, В.П., Краснов, М.С., Ямсков, И.А. Новые экспериментальные и теоретические аспекты в биорегуляции. Механизм действия мембранотропных гомеостатических тканеспецифических биорегуляторов. - Saarbrucken: Lambert Academic Publishing, 2012. - 127 с.

10. Ямскова, В.П., Рыбакова, Е.Ю., Виноградов, А.А., Вечеркин, В.В., Ямсков, И.А. Исследование белка-инактиватора адгезивного гликопротеина из сыворотки крови млекопитающих // Прикладная биохимия и микробиология. - 2004. - Т. 40, № 4. -С. 407-413.

11. Ямскова, В.П., Скрипникова, В.С, Мо-лявка, А.А., Ильина, А.П., Краснов, М.С., Маргасюк, Д.В., Борисенко, А.В., Бере-зин, Б.Б., Кузнецова, Е.С., Буряк, А.К., Ямсков, И.А. Структурно-функциональные особенности нового биорегулятора, выделенного из ткани пигментного эпителия глаза быка // Биохимия. - 2009. - Т. 74, № 9. - С. 1195-1203.

12. Pytliak, M., Vargova, V, Mechirova, V Matrix metalloproteinases and their role in oncogenesis: a review // Onkologie. - 2012. - V 35. - P. 49-53.

13. Chaussain, C., Eapen, A.S., Huet, E., Floris, C., Ravindran, S., Hao, J., Menashi, S., George, A. MMP2-cleavage of DMP1 generates a bioactive peptide promoting differentiation of dental pulp stem/progenitor cell // Eur Cell Mater. - 2009. - V. 18. - P. 84-95.

14. Marini, I., Moschini, R., A. Del Corso, Muka, U. Chaperone-like features of bovine serum albumin: a comparison with alpha-crystallin // Cell. Mol. Life Sci. - 2005. - V 62. -P. 3092-3099.

15. Ильина, А.П., Куликова, О.Г., Мальцев, Д.И., Краснов, М.С., Рыбакова, Е.Ю.,Скрип-никова, В.С., Кузнецова, Е.С., Буряк, А.К., Ямскова, В.П., Ямсков, И.А. Идентификация новых пептидов из межклеточного пространства методом MALDI-TOF масс-спектрометрии // Прикладная биохимия и микробиология. -2011. - Т. 47, № 2. - С. 135-140.

16. Yamskova, V.P., Rybakova, E.Yu., Vecher-kin, V.V., Berezin, B.B., Filatova, A.G., Blago-datskikh, I.V., Yamskov, I.A. Analysis of regulatory proteins from bovine blood serum that display biological activity at ultra low doses: 1. Isolation, purification and physicochemical properties / Ed. by Varfolomeev S.D. [et al.] // Biochemical Physics Frontal Research. - Hauppauge NY: Nova Science Publishers Inc., 2007. - P. 61-70.

17. Ямсков, И.А., Ямскова, В.П., Данилен-ко, А.Н., Клеменкова, З.С., Антипов, Б.Г., Черников, Ф.Р., Гусынина, М.М., Рыбакова, Е.Ю. Экспериментальные доказательства роли физико-химических факторов в механизме биологического действия сверхмалых доз // Российский химический журнал (ЖРХО им. Д.И. Менделеева). - 1999. - Т. 43, № 5. - С. 34-39.

18. Ямскова, В.П., Ямсков, И.А. Механизм биологического действия физико-химических факторов в сверхмалых дозах // Российский химический журнал ЖРХО им. Д.И. Менделеева. 1999. - Т. 43, № 2. - С. 74-79.

19. Колокольчикова, Е.Г. Жиркова, Е.А., Головатенко-Абрамов, П.К., Платонов, Е.С., Бочарова, В.С., Хватов, В.Б. // Клеточные технологии в биологии и медицине. - 2010. -№ 1. - С. 47-54.

Дата поступления статьи 17 сентября 2012 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.