- •Физиология адаптации
- •Волгоградское научное издательство
- •Научный редактор
- •Редакционный совет:
- •Предисловие редактора
- •Экспериментальная физиология
- •Новые методологические и методические подходы в оценке регуляторно-адаптивного статуса организма
- •Е.В. Вербицкий, е.Л. Шульга, н.К. Тумасова, и.П. Кривохлябов
- •Влияние антиоксидантов на транспорт веществ на поверхности эритроцитов
- •Содержание белка, глюкозы и холестерина в плазме и эритроцитадсорбированном пуле после введения витамина е и пальмового масла
- •Литература
- •Особенности метаболических функций легких при воздействии на структуры амигдалярного комплекса
- •Литература
- •Изменение параметров звп при восприятии иллюзорных стимулов в go/nogo задаче
- •Литература
- •Д.И. Кошелев, а.В. Пономарев, и.В. Сироткина фгу «Всеросийский центр глазной и пластической хирургии Росздрава», г. Уфа
- •Литература
- •Уровень кортизола в плазме крови специалистов поисково-спасательной службы с различной психо-эмоциональной устойчивостью
- •Возможный путь стимуляции эпигенетической и геномной нестабильности в условиях стресса
- •Литература
- •Состояние мембран эритроцитов у крыс при действии гипертермии
- •Литература
- •Особенности реакции головного мозга на неравномерное электромагнитное излучение
- •Литература
- •Влияние стресс-корректоров на динамику живой массы свиней
- •Роль высокочастотных биоритмов в процессе адаптации
- •Литература
- •Перекисное окисление липидов при адаптации организма к гипобарическим интервальным гипоксическим – гипероксическим тренировкам
- •Веретенообразная активность как адаптивная реакция организма на уменьшение ретикуло-корковых активирующих влияний
- •Литература
- •Роль лимфатической системы теплокровных позвоночных в адаптации к остРой гипоксии, вызванНой влиянием ксенобиотика а.С. Омарова
- •Влияние фактоРа гипоксии, вызванной воздействием ксенобиотиков на гемо- и лимфодинамику
- •Литература
- •Изменения легочного сурфактанта крыс, устойчивых и неустойчивых к стрессу, в динамике хронической иммобилизации
- •Литература
- •Влияние адаптогена нового поколения на гуморальные факторы защиты животных
- •Литература
- •Важная функциЯ эритроцитов
- •Изменение лимфо-гемодинамики и клеточного состава крови у животных с разными типологическими особенностями внд при действии гипертермии
- •Литература
- •Состояние про- и антиоксидантных систем у крыс при однократном действии метил-1-н-1,2,4-триазола
- •Литература
- •Изменение поведения и условно-рефлекторной памяти крыс при двухнедельном действии гипертермии
- •Показатели поведения крыс в тесте «открытое поле»
- •Показатели поведения крыс в тесте «эмоциональный резонанс»
- •Литература
- •Особенности метаболИческих изменений лимфоцитов и опухолевых клеток у мышей с асцитной карциномой Эрлиха в процессе роста опухоли
- •Литература
- •Влияние пикногенола на резистентность мембран эритроцитов лактирующих животных при стрессе
- •Литература
- •Влияние акустического стресса на состояние мембран секреторных клеток молочной железы
- •Литература
- •Резистентность мембран лактирующих крыс при психоэмоциональных стрессах
- •Литература
- •Влияние ацизола на функциональное состояние процессов перекисного окисления липидов, активность антиоксидантной защиты организма и почечные проявления экспериментальной свинцовой интоксикации
- •Влияние ацизола на основные процессы мочеобразования у крыс в условиях 6-часового спонтанного диуреза, на фоне внутрижелудочного введения ацетата свинца 40 мг/кг (м±м)
- •Литература
- •Г.И. Пронина, н.Ю. Корягина, а.О. Ревякин Научно-исследовательский институт ирригационного рыбоводства Россельхозакадемии Научный центр биомедицинских технологий рамн, г. Ногинск
- •Литература
- •Научно-исследовательский институт ирригационного рыбоводства Россельхозакадемии, г. Ногинск
- •Размерно-весовая характеристика, клинические и лабораторные показатели речных раков (гематологические, иммунологические, биохимические)
- •Литература
- •Вегетативное обеспечение результативной деятельности студентов во время компьютерного тестирования
- •Значения систолического артериального давления (мм. Рт. Ст.) у студентов с наибольшим (1 группа) и наименьшим (2 группа) числом правильных ответов при выполнении учебного теста (м±т)
- •Литература
- •Особенности латеризации фенотипа у детей старшего школьного возраста в сельской и городской школе
- •Литература
- •Саморегуляция восприятия пространственно-временных параметров объекта и активность вегетативной нервной системы
- •Литература
- •Гендерные различия в саморегуляции функциональных систем восприятия
- •Литература
- •Саморегуляция восприятия пространственно-временных параметров объекта как особенность адаптации человека к реальности
- •Коэффициенты корреляции между показателями саморегуляции восприятия с внешней обратной связью и свойствами темперамента
- •Коэффициенты корреляции между показателями саморегуляции восприятия с ложной обратной связью и свойствами темперамента
- •Литература
- •Вегетативная обеспеченность факторов произвольного сенсорного внимания
- •Литература
- •Нейрофизиологические предпосылки свойств и структуры произвольного зрительного внимания человека
- •Литература
- •Свойства произвольного сенсорного внимания и их вегетативные предпосылки
- •Литература
- •Опознание фрагментарных изображений детьми 7-8 лет
- •Роль опиоидной системы в регуляции родительского поведения и зависимых от матери реакций новорожденных в.А. Дубынин, ю.В. Добрякова, и.С. Стоволосов, а.А. Каменский
- •Литература
- •Влияние неонатального введения аргинин-вазопрессина и его аналога n-ac-d-met-pro-arg-gly-nh2 на поведение крыс-«подростков»
- •Литература
- •Биорецепция – важный компонент морфофункциональной и биоэкологической адаптивности
- •Физиолого-биохимические адаптации аннелид
- •Литература
- •Исследование антиоксидантных свойств лекарственных растений в условиях in vitro
- •Влияние экстрактов лекарственных растений на уровень процессов пол
- •Литература
- •Опознание и дифференцировка символов и существительных абстрактного и конкретного содержания
- •Литература
- •Е.В. Вербицкий, ю.Ю. Сысоева, н.Ф. Колпакова
- •Влияние личностной тревожности на показатели активаций мозга
- •Состояние оптимального функционирования и психофизиологическое стресс-тестирование
- •Литература
- •Адаптационные реакции как механизм системной организации гомеостаза организма человека
- •Соматотипологические особенности строения стопы у детей первого детства
- •Электроэнцефалографическая оценка уровня общей неспецифической реактивности организма человека
- •Предварительное распределение количественной выраженности ээг показателей по уонро
- •Особенности качественных проявлений ээг показателей с учетом уонро
- •Ситематизация терминов, отражающих адаптационное состояние организма
- •Изучение антиоксидантных свойств монолитиевой соли коменовой кислоты
- •Литература
- •Новые подходы к анализу семантического поля человека
- •Роль фонового уровня некоторых гормонов в формировании сложных форм поведения человека
- •Экономический эффект использования компьютерной плантографии у детей в волгоградской области
- •Взаимосвязь уровня общей неспецифической реактивности организма и выраженности клинических показателей крови
- •Клиническая физиология методические подходы к изучению адаптационно-компенсаторных процессов при травме спинного мозга
- •Литература
- •Патогенетичекая роль структурных изменений правых и левых отделов сердца в развитии нарушений ритма у больных сд 2 типа
- •Литература
- •Особенности ранней неонатальной адаптации новорожденных с звур от матерей, инфицированных цитомегаловирусом
- •Литература
- •Анализ вазопрессинергической системы гипоталамуса мышей на фоне генетически обусловленного ожирения
- •Роль растительных экстрактов в повышении резистентности клеточных мембран при ртутной интоксикации
- •Литература
- •E.А. Черёмушкин, н.Е. Петренко, м.Л. Ашкинази Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии ран,
- •Литература
- •Литература
- •Лимфодинамика и сократительную активность дуги аорты при аллоксановом диабете
- •Литература
- •СократительнАя активность шейных лимфатических узлов у крыс при аллоксановом диабетЕ
- •Литература
- •Отражение физиологического состояния младенца в акустических характеристиках его вокализаций
- •Адсорбционно-транспортная способность мембран эритроцитов при отравлении животных солью свинца
- •Средние данные по показателям в смывах эритроцитов
- •Литература
- •Возможность применения мелкодисперсного гидроксиапатита в терапии гиперестезии дентина постоянных зубов у детей
- •Литература
- •Изменение содержания гормонов в крови и плаценте у женщин с синдромом задержки развития плода
- •Литература
- •Влияние оздоровительных процедур на содержание биогенных аминов и иммуноглобулинов у перво- и повторнородящих женщин
- •Литература
- •Сравнительная характеристика показателей суточного мониторирования артериального давления у подростков с артериальной гипертензией
- •Осмоляльность жидких сред в условиях перерыва спинного мозга
- •Осмоляльность сыворотки крови (Posm ммоль/кг н2о) в условиях фона и действия водной нагрузки (в/н)
- •Литература
- •Цикличность сна и бодрствования – основа адаптации теплокровных организмов к изменениям среды
- •Ранние преходящие неврологические расстройства как реакция на лучевой стресс
- •Медико-социальные аспекты иммунопрофилактики краснухи
- •Адаптация и здоровье человека особенности адаптации детей первого детства к физическим нагрузкам
- •Литература
- •Влияние уровня эмоционального интеллекта на результативность операторской деятельности
- •Литература
- •Адаптационные особенности лиц с разными типами акцентуаций свойств темперамента
- •Литература
- •Показатели артериального давления в покое и при психоэмоциональном напряжении у лиц с разной мотивацией достижения
- •Показатели ад и чсс в покое и при пробе «Счёт» у представителей типов коронарного поведения а и аб
- •Литература
- •Реактивность вегетативной нервной системы как показатель адаптационных возможностей курсантов
- •Литература
- •Перспективы психофизиологических исследований у детей старшего школьного возраста для диагностики аддиктивных наклонностей
- •Литература
- •Адаптивные реакции студентов на интенсивную умственную деятельность в условиях эмоционально-мотивационного конфликта
- •Литература
- •Психофизиологические и личностные особенности фигуристов, способствующие успешности спортивной деятельности
- •Распределение профилей функциональной асимметрии мозга
- •Гормональный статус человека в зависимости от возраста
- •Литература
- •Исследование психофизиологического состояния организма при длительном употреблении специально приготовленной питьевой воды
- •Литература
- •Механизмы адаптации сердечно-сосудистой системы к гипоксии, развивающейся при нырянии
- •Литература
- •Широтные различия возрастной динамики уровней гипофизарных гормонов у детей Европейского Севера
- •Изменение уровней гипофизарных гормонов у мальчиков и юношей южного (ю) и северного (с) районов Архангельской области
- •Литература
- •Адаптационное влияние гипокситренировки на физическую работоспособность и центральную гемодинамику у летного состава
- •Влияние гипобарической интервальной гипокситренировки на показатели центральной гемодинамики у летного состава
- •Литература
- •Оценка умственной работоспособности школьников, проживающих в районе экологического неблагополучия
- •Литература
- •Особенности вокально-речевого развития детей в условиях семьи и Дома ребенка
- •Особенности надпочечниковой активности у спортсменок-борцов
- •Литература
- •Нарушение психологического здоровья у осужденных в условиях изоляции
- •Литература
- •Новый принцип оптимизации жизнедеятельности человека, проживающего в условиях Семипалатинского региона
- •Функциональная проба Генче при термостимуляции кожной зоны
- •Литература
- •Состояние окислительного стресса как показатель адаптации у работников газовой промышленности
- •Литература
- •Индивидуально-типологические особенности, обеспечивающие адаптацию осужденных женщин к условиям лишения свободы
- •Проблема риска и результативность спортивной деятельности
- •Литература
- •Особенности конституции военнослужащих северо-западного федерального округа россии
- •Литература
- •Особенности психофизиологической адаптации учащихся к условиям обучения в гуманитарной гимназии
- •Литература
- •Сравнительные особенности адаптации пришлого населения рф, проживающего на территориях с различным рангом антропотехногенной нагрузки
- •Литература
- •Биологические и социально-педагогические механизмы формирования адаптаций человека в условиях увп являются предметом педагогической адаптологии.
- •Метод «биорепер» и «фолль» аппарата «дэнас-рс» как средство экспресс-диагностики уровня адаптации
- •Управление здоровьем населения, проживающего в условиях крайнего севера
- •Литература
- •Степень напряжения механизмов регуляции кардиоритма профессиональных спортсменов с различной двигательной активностью
- •Литература
- •Цикличность сна и бодрствования – основа адаптации теплокровных организмов к изменениям среды
- •Интегративная модель адаптации к психосоциальному стрессу
- •Функциональная асимметрия мозга и уровень здоровья юношей и девушек
- •Литература
- •В.П. Смирнов, е.В. Смирнова
- •Литература
- •Профессионально ориентированное обучение иностранному языку студентов-психологов
- •Содержание
- •Научное издание физиология адаптации
- •400011, Г. Волгоград, ул. Электролесовская, 55
Возможный путь стимуляции эпигенетической и геномной нестабильности в условиях стресса
Т.Н. Замай
Сибирский федеральный университет, г. Красноярск
К настоящему времени выяснены тонкие механизмы регуляции клеточного цикла и их молекулярно-генетическая природа. Однако эти исследования не привели к раскрытию механизма перехода клеточной пролиферации в разряд неконтролируемой. Вероятно, на молекулярном и клеточном уровнях понять процессы регуляции роста клеточной популяции невозможно. Эта идея высказывалась еще М. Терци, который писал о том, что «трансформация не является событием клеточного масштаба и ее следует определять на популяционном, а не на клеточном уровне». Такого же мнения придерживаются Лихтенштейн, Черезов [1] и ряд других исследователей. Популяционный подход к изучению феномена неконтролируемой клеточной пролиферации очень логичен, поскольку при исследовании такого феномена как канцерогенез нельзя забывать, что живой организм - это функциональная система, обладающая совершенными механизмами, контролирующими количество клеток.
В целом гомеостаз ткани в организме обеспечивается за счет клеточного воспроизводства и клеточной элиминации, регулируемых эндогенными и экзогенными факторами. У позвоночных большинство популяций дифференцированных клеток постоянно обновляется. Для быстро обновляющихся тканей характерна их регенерация за счет деления стволовых клеток. В некоторых случаях делятся дифференцированные клетки, находящиеся в состоянии покоя, образуя дочерние (гепатоциты, эндотелиальные клетки). Но для того чтобы клетка вышла из состояния пролиферативного покоя, она должна осуществить специальную программу метаболических преобразований, поскольку клетки, находящиеся в G0-фазе, содержат ингибиторы пролиферации, препятствующие вступлению в S-фазу. К ним относятся ингибиторы широкой специфичности СК1 (белки семейства р21) и высокой специфичности – INK4 (ингибиторы CDK4), подавляющие клеточный цикл в фазе G1. Кроме того, в покоящихся клетках не экспрессируются CDK2 и CDK4, а также циклины D и Е. Их синтез индуцируется только факторами роста. В постоянно пролиферирующих клетках уровень D- и E-циклинов остается высоким на протяжении всего цикла, и продолжительность G1-периода по сравнению с пререпликативным периодом уменьшается. Таким образом, в клетках, находящихся в G0-фазе, отсутствуют белки, разрешающие проход через точки рестрикции и позволяющие им вступать в S-фазу. Для перехода покоящихся клеток в S-фазу факторы роста должны индуцировать в них синтез этих белков. Такие защитно-приспособительные реакции органов и тканей организма, обеспечивающие постоянство их состава, а стало быть, и функций, были сформированы в процессе эволюции.
Живой организм – функциональная саморегулирующаяся система, находящаяся в состоянии постоянного приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды, осуществляющая поддержание своего гомеостаза с помощью положительных и отрицательных обратных связей. Изменения окружающей среды могут стать для клеток, составляющих организм, стрессом и вызвать нарушение их гомеостаза, которое, в свою очередь, активирует системы, ответственные за адаптацию и восстановление равновесия. При избыточных длительных стрессовых, патогенных, канцерогенных или функциональных воздействиях в ткани развивается компенсаторно-приспособительный процесс в виде регенерации внутриклеточных структур либо усиления пролиферации. Существует несколько уровней регуляции клеточного гомеостаза. В первую очередь, в ответ на действие стрессогенного фактора возбуждаются адренергические центры головного мозга, вызывающие значительное увеличение секреции рилизинг-факторов и нейромедиаторов, следствием чего становится повышенное выделение тропных гормонов, глюкокортикоидов и катехоламинов [2].
Эти внешние сигналы переводят функциональное состояние клетки на новый уровень метаболизма, адекватный силе и длительности действия стрессогенного фактора. У организма в этих новых условиях функционирования возникает потребность в активации специфической физиологической функции. Эта возросшая физиологическая потребность стимулирует генетический аппарат, в результате чего формируется адаптивный ответ в виде гипертрофии, увеличивающей мощность системы, ответственной за адаптацию. Когда гипертрофии становится недостаточно для восстановления тканевого гомеостаза, управляющий сигнал активирует пролиферативную способность клеток, и возникает гиперплазия. Основная цель адаптации - увеличение мощности лимитирующей в условиях действия стрессогенного фактора функции органов.
При анализе механизмов, регулирующих рост органов и тканей, просматривается важная закономерность – все популяции увеличивают свой пролиферативный пул в ответ на нарушение гомеостаза, т.е. именно нарушение гомеостаза является стимулом развития популяции, ее роста. Стабильность гомеостаза характерна только для стабильных клеточных популяций, а отрицательный рост (его затухание, уменьшение численности клеток в популяции) – для специализированных тканей в условиях отсутствия центральных регуляторных воздействий.
Поскольку нарушение гомеостаза становится основным стимулом развития и роста клеточных популяций, популяции, которые в состоянии восстановить свой гомеостаз, снижают пролиферативный пул и осуществляют процесс дифференцировки клеток. Популяции, которые не могут этого сделать (в силу длительности действия стимула или его силы), но в то же время величина нарушений в них не настолько велика, чтобы стимулировать процессы гибели клеток, продолжают осуществлять циклы их размножения. В подтверждение этого вывода служит наблюдение о том, что «всякий рак имеет свой предрак», т.е. стимуляция пролиферативных процессов всегда предшествует трансформации нормальных клеток. Причем для регуляции роста пренеопластических клеток важную роль играет их микроокружение. Клеточные популяции, не способные восстановить нарушенный гомеостаз, но при этом сохраняющие свою жизнеспособность, запускают приспособительные процессы, которые способствуют их эволюционным преобразованиям.
Возможно, адаптация организмов к действию стресс-факторов (а, возможно, к любым нарушениям гомеостаза) происходит не в два этапа, а в три – в зависимости от силы и длительности действия факторов, а также от энергетических, пластических и других резервов клеточной популяции.
Первый этап - срочная адаптация, развивающаяся на основе эволюционно выработанной программы и уже имеющихся в клеточной популяции резервов.
Второй этап – долговременная адаптация, реализующаяся на базе системного структурного следа за счет активации пролиферативных процессов.
Третий этап – адаптация, включающая эволюционно выработанный механизм запуска приспособительной реакции организма, связанной с изменением генотипа.
Нельзя исключить, что именно этот третий этап адаптации, когда уже невозможно приспособиться с помощью доступных организму генетически запрограммированных механизмов восстановления гомеостаза и является тем закономерным этапом, где возникает эпигенетическая и геномная нестабильность, являющаяся началом трансформации нормальной клеточной популяции в неопластическую.
Считается, что для возникновения трансформированного клеточного клона необходимо 5-9 мутаций в онкогенах и антионкогенах. Такое событие, если принять во внимание скорость возникновения спонтанных мутационных процессов и необходимость точной селективности мутаций, кажется событием практически невероятным. Поэтому, очевидно, что на каком-то этапе трансформации клетки должны приобретать способность к ускоренному мутагенезу. Следовательно, можно предположить, возникновение эпигенетический и геномной нестабильности, играющей важную роль в развитии канцерогенеза, – это закономерный ответ на определенные внешние или внутренние факторы. Факторов, которые могут привести к геномной нестабильности, множество: длительные увеличения клеточных потерь [3], атрофия, гипоксия, хронический воспалительный процесс, длительные раздражения и т.д. Спектр генетических повреждений тоже характеризуется большим разнообразием: амплификация, делеции, инсерции, транслокации, микромутации и т.д. Важно, чтобы эти изменения способствовали гиперэкспрессии тех генов, которые ускоряют прохождение клеточного цикла. При трансформации наряду с мутациями в онкогенах и антионкогенах наблюдаются побочные, относительно нейтральные повреждения генома.
Возможно, этот эволюционно выработанный приспособительный процесс сходен с эволюционными приспособлениями одноклеточных организмов. Как известно, у бактерий эволюционный приспособительный процесс развивается только при таком нарушении гомеостаза, который влечет за собой подавление жизнедеятельности. Активация мутационных процессов развивается в условиях сниженной жизнедеятельности, когда синтез ДНК происходит лишь частично, причем с активацией мутационных процессов. Таких процессов несколько, но основные из них связаны с активацией мутаций, то есть с процессами, приводящими к геномной нестабильности. Геномная нестабильность увеличивает поиск вариантов, при которых может возникнуть фенотип, способный выжить в новых условиях и восстановить нарушенное гомеостатическое состояние. Причем мутационные процессы запускаются не во всей клеточной популяции, а только в некоторой ее части, в какой – неясно [4]. Возможно, они активируются в клетках с высоким пролиферативным потенциалом, что позволяет клеточной популяции в целом выживать. Но, очевидно, что активация мутационных процессов в популяции будет увеличивать и гибель клеток, поскольку лишь небольшая часть мутаций является полезной, большая из них – вредна, а остальные нейтральны. Высокий уровень апоптоза отмечен и в наиболее злокачественных новообразованиях [5].
Таким образом, можно предположить, что стимуляция эпигенетической и геномной нестабильности является ответом клетки на невозможность восстановить свой гомеостаз с помощью генетически запрограммированных механизмов. Эпигенетическая и геномная нестабильность – это эволюционно приобретенный компенсаторно-приспособительный механизм, позволяющий выживание клеточной популяции в целом.