BioScience Blog – Научный Биологический блог

Основные факторы, воздействующие на сердце при космическом полёте – это гипергравитация и невесомость. Известно, что при длительном воздействии невесомости наблюдается гипотрофия кардиомиоцитов левого желудочка, а при круглосуточном воздействии гипергравитационной перегрузки, напротив, наблюдается гипертрофия клеток этого отдела сердца. Ультраструктура при совместном влиянии этих факторов на сердце не описана, однако её изучение представляет несомненный практический интерес. В эксперименте были использованы самцы крыс линии Вистар. Для моделирования некоторых эффектов невесомости использовали антиортостатическое вывешивание, а для создания гипергравитации использовали центрифугу (2G). Крысы были вывешены круглосуточно в течение 24 суток, при этом их ежедневно, начиная с 5 суток, помещали на 1 час в условия 2О-гравитации, при этом вектор перегрузки действовал в направлении «спина-грудь». Постановка эксперимента осуществлялась на базе ГНЦ РФ – ИМБП под руководством ведущего научного сотрудника, к.м.н. И.Б. Краснова Анализ ультраструктуры продольноориентированных на пирамитоме кардиомиоцитов левого желудочка, проводился методом трансмиссионной электронной микроскопии на микроскопе Jem-ЮОС. В качестве контроля использовались кардиомиоциты интактных животных этой же линии. Проводился подсчёт количества межмитохондриальных контактов (ММК), как динамичный и универсальный показатель общего состояния митохондриома сердечномышечных клеток. Проверка достоверности отличий от контрольных значений проводилась в программе STATISTICA при помощи непараметрического U-теста Манна-Уитни. Электронномикроскопический анализ показал, что морфология основных органелл кардиомиоцитов сердца опытных крыс не сильно изменена относительно контрольной группы животных. Морфология ядер соответствует таковой в кардиомиоцитах интактных животных. Структура миофибрилл также соответствует контрольной (чётко выражены основные компоненты саркомеров). Следует отметить некоторое расширение саркоплазматического ретикулума. Наибольшее количество изменений обнаружено в энергопродуцирующем аппарате: характерен полиморфизм митохондрий – наряду с органеллами ортодоксальной морфологии встречаются конденсированные и слабонабухшие. Также обнаружены отличия в количестве ММК, приходящихся на 100 митохондрий; их количество достоверно увеличено относительно контроля по всем зонам кардиомиоцитов и составляет 66 в межфибриллярной, 89 в субсарколеммальной околососудистой и 80 в околоядерной, что достоверно выше контроля на 24, 19 и 32 ММК соответственно. Кроме того можно отметить визуальное увеличение объёмной плотности митохондрий в кардиомиоцитах опытных животных. В целом полученные данные свидетельствуют о том, что кардиомиоциты левого желудочка сердца крыс при попеременном действии гипергравитации и антиортостатического вывешивания указанной продолжительности работают в условиях определенной функциональной перегрузки.