Анотація до роботи:

Кот Ю.Г. «Структурно-метаболічна відповідь сполучної тканини на дію розтягуючого механічного навантаження» - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія. – Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, 2008.

Вивчено вплив механічного напруження на синтез, процесинг і концентрацію колагену типу І, еластину і ГАГ в шкірі і аорті щурів, на в’язко-пружні властивості цих органів, роль окремих між- та внутрішньоклітинних ділянок ланцюга переносу сигналу про механічне напруження в сполучній тканині.

При фізіологічних навантаженнях інтенсивності синтезу і концентрації досліджених біополімерів з ростом напруги збільшуються і, досягнувши максимуму, знижуються, коли починається порушення тканинної будови; ступінь гідроксилювання пролілу і окислювального дезамінування лізилу і гідроксилізилу знижуються, а глікозилювання колагену типу І зростає, що зменшує ступінь поперечного ковалентного зв’язування надмолекулярних утворень матриксу. Це може бути адаптацією до підвищення фізичних навантажень, а за межами физіологічних напруг– основою патології. Рівень передачі сигналу за участю протеогліканів клітинної поверхні і актинових фібрили цитоскелету пропорційний ступеням їх N-глікозилювання та полімеризації актину відповідно, а сигналу, що передається внутріклітинною ланкою - комплексами Са²⁺/кальмодулін – зворотно-пропорційний кількості цих комплексів.

В дисертаційній роботі проведено експериментальні дослідження і наведено нові дані щодо впливу механічного напруження на синтез глікозаміногліканів, еластину, колагену типу І та внутрішньоклітинні стадії його процесингу в шкірі та аорті щурів, їх в’язко-пружні властивості і термостабільність штучних колагенових фібрил. Встановлена роль структурних характеристик між- та внутрішньоклітинних ланок в ланцюзі передачі сигналу про механічне напруження в сполучній тканині.

1. Показано, що під впливом механічного напруження в діапазоні 0 - 0,5 МН/м² в шкірі та аорті щурів інтенсифікується синтез колагену типу І, еластину та загальних ГАГ. Максимуми синтезу досліджених біополімерів тканиноспецифічні і настають при різних величинах напруження.

2. Концентрації колагену типу І, еластину, гіалуронової кислоти, хондроітинсульфатів, дерматансульфату та гепарансульфату в шкірі та аорті змінюються якісно подібно до змін інтенсивності синтезу цих біополімерів.

3. Вперше показано, що під дією механічного напруження в діапазоні 0 - 0,5 МН/м² ступінь гідроксилювання пролілу і окислювального дезамінування -NH₂-груп лізилу та гідроксилізилу зменшуються, а глікозилювання ОН-груп гідроксилізилу в колагені типу 1 в шкірі щурів збільшується. Це зменшує рівень поперечного ковалентного зв’язування надмолекулярних утворень матриксу.

4. Доведено, що виявлені зміни концентрацій біополімерів і ступеня процесингу колагену типу 1 збільшують жорсткість і зменшують величини непружної деформації обох тканин. В аорті це виражено у більшій мірі.

5. Показано, що термостабільність штучних колагенових фібрил, утворених з колагену типу 1, який синтезувався в шкірі під дією механічного напруження, нижча, ніж в нормі.

6. Вперше показано, що величина сигналу про механічне напруження в шкірі, який передається від міста прикладення напруги до клітин, пропорційна ступеню ковалентного поперечного зв’язування надмолекулярних утворень матриксу.

7. Встановлено, що N-глікани клітинної поверхні і актинові фібрили цитоскелету є окремими клітинними ланками ланцюга передачі сигналу про механічне напруження в шкірі. Інгібування N-глікозилювання або полімеризації фібрил знижує інтенсивність синтезу вивчених біополімерів під дією напруги.

8. Показано, що комплекс Са²⁺/кальмодулін є внутрішньоклітинною ланкою ланцюга передачі сигналу про механічне напруження в шкірі. Інтенсивність синтезу колагену типу І і активних комплексів Са²⁺/кальмодулін пов’язані зворотно-пропорційною залежністю.

Публікації автора:

1. Кот Ю.Г., Жукова Т.В., Денг Бо, Перский Е.Э. Гидроксилирование пролина в коллагене кожи и аорты при действии на них механического напряжения in vitro // Актуальн. проблемы медицины и биологии. - 2004. - № 1. - С. 269 - 272. (Дисертант вивчив літературу з теми дослідження, провів експерименти по впливу механічного напруження на ступінь гідроксилювання пролілу в колагені типу І шкіри та аорти щурів, статистичну обробку одержаних результатів)

2. Кот Ю.Г. Вклад комплекса Ca²⁺/кальмодулин в передачу сигнала о механическом напряжении в соединительной ткани // Вісник Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна. Серія: біологія. - 2005. - № 709. - Вип. 1 - 2. - С. 44 - 47.

3. Буланкіна Н.І., Гамоліна О.В., Жукова Т. В., Кот Ю.Г., Перський Є.Е. Вікові особливості клітинної реакції сполучної тканини на дію екзо- та ендогенних чинників // Проблемы старения и долголетия. - 2005. - Т. 14 (приложение). – С. 12 - 13. (Дисертант провів дослідження впливу семікарбазиду на концентрацію і розчинність коллагену типу І в шкірі щурів, підготував матеріал до друку).

4. Перский Е. Э., Никитина Н.А., Наглов А.В., Кот Ю.Г. Возрастные особенности индукции синтеза и интенсивности некоторых стадий процессинга коллагена в соединительной ткани под действием механической нагрузки // Биологический вестник. - 2006. - № 2. - Т. 10. - С. 126 - 129. (Дисертант дослідив інтенсивність синтезу і концентрацію колагену типу І в шкіри під дією напруги, прийняв участь в аналізі результатів та підготовці статті до друку).

5. Жукова Т.В., Кот Ю.Г., Перский Е.Э. Возможный механизм участия механического напряжения стенок сосудов в возрастном развитии склероза // Вісник Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна. Серія: біологія. - 2006. - № 729. - Вип. 3. – С. 21 - 24. (Дисертант дослідив вплив механічного напруження на в’язко-пружні властивості аорти щурів, провів статистичний аналіз).

6. Кот Ю.Г. Изменение полисахаридного состава кожи крыс под действием механического напряжения // Вісник Харківського національного університету ім. В. Н. Каразіна. Серія: біологія. 2006 . - № 768. - Вип. 5. – С. 29 - 34.

7. Жукова Т.В., Кот Ю.Г., Перский Е.Э. Влияние механического напряжения в коже на термостабильность синтезируемого в ней коллагена // Біофізичний вісник. - 2007. - Вип.18. - С. 56 - 61. (Дисертант дослідив вплив механічного напруження на температуру денатурації, ентальпію та ентропію фібрил колагену, підготував матеріал до друку).

8. Кот Ю.Г., Жукова Т. В., Гамолина О.В. Индукция синтеза и интенсивность процессинга коллагена под действием механической нагрузки в коже крыс разного возраста in vitro // Тези доповідей наукової конференції молодих вчених «Актуальні проблеми старіння». Київ, 28 січня 2005. – Київ. – С. 81 – 82. (Дисертант провів порівняльне дослідження впливу механічного напруження в шкірі на вміст в колагені типу І -NH₂ - груп лізилу та гідроксилізилу, статистичну обробку результатів).

9. Кот Ю.Г. Вплив механічного напруження в сполучній тканині на ступінь деяких стадій процесингу синтезуємих молекул колагену // Тези доповідей Першої Міжнародної конференції студентів та аспірантів «Молодь і поступ біології». Львів, 11 – 14 квітня 2005. – Львів. - 2005. – С. 24 - 25.

10. Перский Е.Э., Буланкина Н.И., Кот Ю.Г., Жукова Т. В., Гамолина О.В. Влияние деформации соединительной ткани на синтез, некоторые этапы процессинга и структурную стабильность молекул коллагена // Научные труды I Съезда физиологов СНГ. Сочи, 19 – 23 сентября 2005. – Сочи. - 2005. - T. 1. - с. 25. (Дисертант провів калориметричні дослідження денатурації колагену типу І в залежності від вмісту в ньому альдегідних і -NH₂ - груп лізилу та гідроксилізілу, статистичну обробку результатів).

11. Кот Ю.Г., Сєдова К.В. Можлива роль комплексу Ca²⁺/кальмодулін у передачі сигналу про механічне напруження в сполучній тканині до білоксинтезуючого апарату клітини // Матеріали IX Українського біохімічного з`їзду. Харків, 24 – 27 жовтня 2006. – Харків. - 2006. - Т.1. - с. 46. .(Дисертант провів дослідження інгібування та активації комплексів Са²⁺/кальмодулін на синтез, концентрацію та розчинність колагену типу І , синтезованого в шкірі щурів, статистичний аналіз даних).

12. Кот Ю.Г., Ель-Та`Алу А.Б. Порівняльне дослідження впливу механічного напруження на синтез колагену та глікозаміногліканів у сполучній тканині // Тези III Міжнародної наукової конференції студентів та аспірантів «Молодь та поступ біології». Львів, 23 – 27 квітня 2007. - Львів. - 2007. - С. 68 - 69. (Дисертант провів порівняльне дослідження впливу механічного напруження на інтенсивність синтезу і концентрацію колагену та загальних глікозаміногліканів в шкірі щурів, статистичний аналіз результатів).

13. Кот Ю.Г., Ель-Та`Алу А.Б. Вплив механічного напруження на вміст глікозаміногліканів у шкірі щурів // Тези доповідей молодих учених. Матеріали 2-ї міжнародної конференції молодих учених «Біологія: від молекули до біосфери». Харків, 19 – 21 листопада 2007. - Харків. – 2007. - С. 37 - 38. (Дисертант провів хроматографічне вивчення концентрації індивідуальних глікозаміногліканів в шкірі під впливом механічного напруження, проаналізував результати та підготував матеріал до друку).

14. Буланкина Н.И., Кот Ю.Г., Перский Е.Э., Фальченко Е.В. Участие некоторых вне- и внутриклеточных структур в сигнальной механотрансдукции в соединительной ткани // Материалы Всеукраинской научной конференции с международным участием «Актуальные проблемы современной биохимии и клеточной биологии». Днепропетровск, 30 –31 октября 2008. – Днепропетровск. – 2008. - с. 35. (Дисертант провів дослідження впливу тунікаміцину та цитохалазіну В на синтез і концентрацію колагену типу І в шкірі щурів, підготував матеріал до друку).

15. Фальченко Е.В., Кот Ю.Г. Роль N-гликанов клеточной поверхности в передаче сигнала о механическом напряжении в соединительной ткани // Матеріали 3-ї Міжнародної конференції молодих учених «Біологія: від молекули до біосфери». Харків, 18 – 21 листопада 2008. - Харків. – 2008. - с. 63. (Дисертант провів дослідження впливу механічного напруження за умов інгібування глікозилювання гліканів клітинної поверхні на інтенсивність синтезу і концентрацію колагену типу I та загальних глікозаміногліканів в шкірі щурів, статистичний аналіз результатів).