Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

Для доказательства положения о том, что пространственно-временная организация (ПВО) биологических систем, каковыми являются и структурно-функциональные единицы органов, играет важную роль в регуляции их деятельности (Ю.А.Романов, 1989, 1990, 2001, Ю.А.Романов, В.В.Маркина, 1989), возникла необходимость выяснить, каким образом может осуществляться эта регуляция.

 Ранее нами (Ю.А.Романов,1980) была выделена категория суточных биологических ритмов, названная ритмами чувствительности функции (организма) к тому или иному воздействию. Эти ритмы чувствительности имеют место в связи с тем, что реакция ритмически колеблющейся функции на воздействие в различных точках периода ритма неодинакова. В зависимости от своего временного состояния функция может усиливаться, ослабляться или вообще не отвечать на воздействие. Существование этих ритмов чрезвычайно важно для регуляции эффекторных биологических ритмов, а также для проведения целенаправленной лечебной коррекции их нарушений при развитии в организме патологии. Указанная закономерность лежит в основе одного из принципов информационных взаимодействий в организме с участием биологических ритмов - принципа усиления, ослабления или инверсии биологических ритмов информационного воздействия (Ю.А.Романов, 1994, 1995).

Совместно с сотрудниками наших лабораторий мы изучали хронотопобиологические закономерности регуляции деятельности двух структурно - функциональных единиц: в тонкой кишке (ТК) «крипта - ворсинка» и в печени - долька у мышей. В первом случае в эпителии крипты дистального отдела ТК, где происходит размножение клеток, исследовали ПВО пролиферативной системы, а во втором случае - ПВО уровня активности (УА) сукцинатдегидрогеназы (СДГ), являющейся важным ферментом в энергетическом обмене органа. В качестве воздействия служило внутрибрюшинное введение животным культуры Salmonella typhi в 10 или 22 часа суток, после которого мышей умерщвляли для исследования каждые 4 часа на протяжении суток. Пролиферацию клеток в эпителии крипты выражали митотическим индексом (МИ), а УА СДГ определяли цитофотометрически. При этом учитывали, что патологические процессы при проникновении в организм сальмонелл развиваются в дистальном отделе ТК, а печень изучали как орган, непосредственно не затрагиваемый инфекционным началом.

Установлено, что заражение мышей сальмонеллами не нарушает общий характер пространственного распределения пролиферативной активности в крипте при введении инфекта как днем, так и ночью.

Что касается ритмических изменений пролиферации, то активная фаза суточного ритма МИ в эпителии крипты в случае дневного заражения существенно, по сравнению с контролем, сдвигается влево вплоть до полной инверсии.

Кроме того, характер градиентного распределения МИ по пяти выделенным в эпителии крипты субпопуляциям клеток показывает, что после введения животным сальмонелл и днем, и ночью, вместо монофазных в контроле, появляются двухфазные ритмы МИ

Мезор УА СДГ в гепатоцитах дольки печени у зараженных днем или ночью сальмонеллами мышей имеет такой же, как и в контроле, пространственный градиент, повышающийся в направлении от центра к периферии дольки на 40-49%. Вместе с тем, если у зараженных днем мышей фазовая структура суточных ритмов УА СДГ в циркуляторных подзонах дольки печени сходна с контролем, то у мышей, зараженных ночью, двухфазная структура ритмов УА СДГ, свойственная дольке в целом у контрольных животных, наблюдается только в половине подзон, тогда как в остальных подзонах она монофазная.

Изложенные данные подтверждают ранее (Ю.А.Романов, В.В.Маркина, 1987, 1989) высказанное мнение о том, что временная организация, представленная в том числе биологическими ритмами, характеризуется лабильностью и в составе единой ПВО биологической системы обеспечивает изменчивость и приспособление системы к меняющимся условиям внутренней и внешней среды, тогда как пространственная организация выражающаяся, в частности, градиентами, обладает относительной стабильностью и выполняет функцию сохранения иерархической структуры системы

Обнаружено, что в разных субпопуляциях эпителия крипты мышей, зараженных и днем и ночью, наблюдается либо увеличение, либо уменьшение МИ, либо он не изменяется. Эти периодические изменения МИ, возникающие под действием инфекционного фактора, отражают неодинаковую чувствительность к нему пролиферативной системы крипты на протяжении суток. Эти закономерности выявлены у зараженных днем или ночью мышей в дольке печени и ее циркуляторных подзонах. Но здесь важно отметить, что в целом в крипте и в целом в дольке мезоры МИ и УА СДГ достоверно не отличаются от контроля, то есть средний уровень этих показателей деятельности структурно-функциональных единиц остается неизмененным. Мы полагаем, что указанная закономерность говорит о том, что как дневное, так и ночное заражение мышей сальмонеллами не вызывает нарушений в гомеостазе пролиферативной системы эпителия крипты и системы энергетического метаболизма в дольке печени. Первостепенная роль в этом принадлежит биологическим ритмам чувствительности изученных систем к инфекционному воздействию, наблюдающимся как в крипте или дольке в целом, так и в субпопуляциях эпителия крипты или циркуляторных подзонах дольки. Хронотопобиологический механизм гомеостаза деятельности обеих исследованных структурно-функциональных единиц обеспечивается противоположно направленными на протяжении суток изменениями показателей их функционирования, которые в случае количественного баланса между этими изменениями при воздействии на организм, сохраняет величину показателя такой же, как и в норме, то есть поддерживает состояние гомеостаза в системе. Если же преимущественно имеет место в течение суток снижение или повышение величины показателя, то это приводит к нарушению гомеостаза в биологической системе. При этом большое значение имеет характер временных изменений не только в целом в структурно-функциональной единице, но и в ее отдельных частях, в связи с чем предполагаемый нами механизм поддержания в них гомеостаза назван хронотопобиологическим. Его нарушение может служить предпосылкой развития в системе дизрегуляции, создающей определенный риск для возникновения патологии.