| Аннотация |
С увеличением числа космических полетов и продолжительности пребывания на борту орбитальных станций накоплен значительный объем данных относительно реакций физиологических систем организма человека и животных на измененные относительно земных условий среды обитания (Гезенко и др., 1978; Григорьев, Егоров, 1994; Ильин и др., 2002; Моруков, Рыкова и др., 2014; Богомолов и др. 2006; Hughes-Fulford, Gilbertson, 1999, Iwasaki et al., Kandarpa et al., 2019; Van Ombergen et al., 2017). Интенсивно изучаются физиологические и патофизиологические механизмы острой реакции на микрогравитацию на различных уровнях организации (молекулярном, клеточном, тканевом и физиологическом) и последующей адаптации. В условиях постоянного земного притяжения у многоклеточных организмов сформировалась многокомпонентная тканевая механочувствительная система, включающая клеточные (нуклео- и цитоскелет) и внеклеточные (внеклеточный матрикс, волокнистый компонент) «механосенсорные» элементы. Эти компартменты координируются за счет специализированных белковых комплексов на основе интегрина, образуя своеобразную механочувствительную единицу (Andreeva E, Matveeva D, Zhidkova O, et al. Real and Simulated Microgravity: Focus on Mammalian Extracellular Matrix. Life (Basel, Switzerland). 2022). В условиях отсутствия непрерывной гравитационной нагрузки эта единица становится субстратом адаптационных процессов, выступая в роли гравичувствительной единицы.
Внеклеточный матрикс (ВКМ) является составной частью всех тканей, представляя собой интегрирующую сеть, состоящую из специфических и сходных признаков. ВКМ всегда включает коллагеновые и неколлагеновые белки, гликопротеины и протеогликаны (Daley W.P., Peters S.B., Larsen M. Extracellular matrix dynamics in development and regenerative medicine. J. Cell. Sci. 2008; Gattazzo F., Urciuolo A., Bonaldo P. Extracellular matrix: A dynamic microenvironment for stem cell niche. Biochim. Biophys. Acta. 2014). Молекулярный состав этих структур демонстрирует огромное разнообразие, определяемое функциональными потребностями той или иной ткани. Между тем именно структурная однородность обеспечивает работу ВКМ как условного гравидетектора. Разумно предположить, что компоненты ВКМ могут выступать в роли внеклеточного «механического сенсора». На сегодняшний день ВКМ как комплементарный аналог гравирецепции изучен в меньшей степени, чем клеточный. В то же время данные космических полетов и наземного моделирования наглядно демонстрируют, что скелет с хорошо представленным ВКМ наиболее чувствителен к отсутствию гравитационной нагрузки. Очевидно, что дальнейший прогресс в выяснении механизмов физиологической адаптации к микрогравитации требует анализа компонентов гравичувствительных единиц с особым вниманием к вовлечению структур ВКМ. Следует предположить, что волокнистые компоненты внеклеточного матрикса, по сути выполняя функцию скелета внутренних органов, в условиях измененной гравитации должны подвергаться специфичным процессам адаптивного ремоделирования. Коллагены являются основными структурными белками внеклеточного матрикса и классифицируются как фибриллярные (типы коллагена I-III, V и XI) и нефибриллярные. Вклад коллагеновых волокон в общую структурную целостность ткани зависит от плотности волокон, ориентации, поперечного связывания, предварительного напряжения и взаимодействия с другими компонентами матрикса. Гликопротеины, такие как эластины, ламинины, фибронектины, тромбоспондины, тенасцины и нидоген, обладают разнообразными функциями из-за их различных доменов, связывающих молекулы. Помимо участия в формировании структуры ВКМ (за счет связывания с другими компонентами ВКМ), гликопротеины играют существенную роль во взаимодействии ВКМ с клеткой (RGD-домены гликопротеинов являются лигандами для интегринов). Эластические фибриллы играют ключевую роль в обеспечении растяжимости и упругости тканей (способности восстанавливаться при разгрузке). Эластические фибриллы откладываются и созревают десятилетиями и являются наиболее биологически, химически и термически стабильными компонентами ВКМ, обеспечивающими «механическую память». В связи с этим механические повреждения или протеолитическая деградация, которым они подвергаются, могут приводить к необратимым изменениям формы и функций тканей. Матриксные металлопротеиназы являются неотъемлемым компонентом органоспецифичного тканевого микроокружения, принимая непосредственное участие как в физиологических механизмах регуляции состояния интегративно-буферной метаболической среды, ремоделирования тканей, морфогенеза и иммуногенеза, так и генезе многих патологических состояний. Данным обстоятельством определяется высокий уровень актуальности для космической биомедицины вопросов регуляции активности матриксных металлопротеиназ в условиях изменённой гравитации.
Таким образом, изучение морфофункциональных перестроек волокнистого компонента соединительной ткани органов пищеварительной системы, органов кроветворения и иммунной системы с учетом состояния внеклеточного матрикса, регуляторных систем соединительной ткани представляется актуальным направлением в космической медицине.
|
