Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

Замай Т. Н., Замай А.С.
Исследование механизмов управления метаболи­ческими процессами в живых системах в настоящее время является приоритетным направлением совре­менной биологии. Живой организм - функциональная саморегулирующаяся система, находящаяся в состоя­нии постоянного приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды. Адекватный ответ ор­ганизма на изменение этих условий реализуется на уровне клетки. Происходит трансформация внекле­точного сигнала во внутриклеточный, благодаря чему клетка в зависимости от своего функционального со­стояния может переходить на разные уровни своего метаболизма. Регуляция внутриклеточного метабо­лизма осуществляется с помощью различных сиг­нальных систем. В клетке одним из наиболее важных вторичных мессенджеров является кальций. Измене­ния его внутриклеточной концентрации играют клю­чевую роль в запуске и регуляции общих и специали­зированных клеточных функций. В покое концентра­ция свободного Са2+ в цитоплазме составляет ~10-7 М, а ее повышение до 10-6-10-5 М запускает каскад био­химических реакций, адекватных изменению условий окружающей среды. Множество внутриклеточных процессов от митоза до апоптоза регулируется каль­цием. Предполагается важная роль катионов кальция в развитии канцерогенеза.

Целью данной работы явилось выявление зави­симости между концентрацией внутриклеточного кальция, величиной мембранного потенциала и ско­ростью пролиферации асцитных клеток карциномы Эрлиха.

Объектом исследования служили белые мыши-самцы массой 20-25 г. Перевивку карциномы Эрлиха осуществляли путем введения 3 млн. асцитных клеток внутрибрюшинно. Мембранный потенциал и концен­трацию внутриклеточного кальция измеряли на спек­трофлуориметре Aminco Bowman Series 2 с помощью флуоресцентных зондов родамина-123 и Fura-2AM соответственно. Подсчет асцитных клеток для опре­деления скорости их пролиферации производили в камере Горяева.

Кривая скорости пролиферации асцитных клеток в наших опытах не отличалась от стандартной. Ско­рость роста была минимальна на 4-ые сутки после перевивки асцитных клеток (25000 кл/сут), затем, по­степенно увеличиваясь, достигала максимального значения к 12-ым суткам (300000 кл/сут), и к 14-ым суткам уже снижалась до 100000 кл/сут. Ускорение пролиферации опухолевых клеток сопровождалось увеличением концентрации внутриклеточного каль­ция. В медленно делящихся асцитых клетках (4-7-ые сутки) концентрация внутриклеточного кальция со­ставляла 47 нМ и 74 нМ соответственно. При увели­чении скорости пролиферации (10-12-ые сутки) кон­центрация внутриклеточного кальция постепенно возрастала (10-ые сутки - 147 нМ, 12-ые сутки - 200 нМ). Величина мембранного потенциала оказалась обратно пропорциональной скорости пролиферации асцитных клеток. На 4-7-ые сутки после перевивки опухолевых клеток она составляла 2,2 отн.ед., а в бы­стро делящихся клетках снижалась до 0,8 отн.ед флуоресценции.

В последнее время не подвергается сомнению тот факт, что внутриклеточная сигнализация, осуществ­ляемая ионами кальция, обусловлена не просто изме­нением его концентрации в цитоплазме, а их колеба­тельным характером изменения. Следует отметить, что в наших исследованиях амплитуда осцилляций, как внутриклеточного кальция, так и мембранного потенциала в быстро пролиферирующих асцитных клетках была ниже, чем в медленно делящихся. Ответ асцитных клеток на введение глутамата и АТР также был значительно меньшим именно на 12-ые сутки, когда скорость пролиферации асцитных клеток была максимальна.

Таким образом, результаты наших исследований показали, что изменения концентрации внутрикле­точного кальция и мембранного потенциала асцитных клеток карциномы Эрлиха могут участвовать в регу­ляции скорости пролиферации асцитных клеток кар­циномы Эрлиха. Иначе говоря, увеличение содержа­ния внутриклеточного кальция и снижение мембран­ного потенциала, так же как и уменьшение амплитуды их осцилляций может являться сигналом к запуску деления клетки.

Работа представлена на научную заочную элек­тронную конференцию «Приоритетные направления развития науки, технологий и техники» (15-20 марта, 2004 г.)