Журнал эволюционной биохимии и физиологии

ООЦИТ-ЗИГОТА ДРОЗОФИЛЫ И НЕМАТОДЫ КАК МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИОННО КОНСЕРВАТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ В РАННЕМ РАЗВИТИИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ И ЧЕЛОВЕКА

2025-05-23T13:10:28+03:00

Понимание молекулярных механизмов созревания ооцита, равно как и раннего эмбрионального развития, имеет фундаментальное значение не только для эмбриологии, но и для медицинской биологии. Однако трудности экспериментальных исследований этого круга проблем у млекопитающих, тем более у человека – очевидны. Также хорошо известно, что многие ключевые процессы и механизмы оогенеза – раннего эмбриогенеза весьма эволюционно консервативны. Они могут быть отслежены с уровня наиболее исследованных модельных беспозвоночных, таких как дрозофила D. melanogaster и круглый червь C. elegans, до млекопитающих и человека. В этом обзоре мы на примере этих модельных беспозвоночных, в сравнении с модельными позвоночными, обсудим консерватизм таких ключевых процессов и механизмов как: (1) Транспорт/локализация мРНК молекулярными моторами; (2) Кальциевая волна; (3) Транспорт/локализация молекул токами цитоплазмы; (4) Сегрегация молекул-детерминант протеиновыми сетями PAR; (5) Сегрегация молекул-детерминант актиновыми филаментами и миозинами. Самая общая проблема этой области – как организуются, и реорганизуются цитоскелетные структуры и протеиновые сети, и как они при этом взаимодействуют с кальциевыми волнами, с токами цитоплазмы и с активным транспортом молекулярными моторами.

Важно, что эти консервативные процессы взаимодействуют друг с другом, и способы и механизмы их взаимодействия также имеют тенденцию быть консервативными. Так, транспорт детерминант развития моторами по цитоскелету взаимосвязан практически со всеми остальными процессами. Существенно и то, что эти процессы и механизмы также имеют тенденцию составлять консервативные сценарии. Так, прототипический сценарий кальциевая волна → реорганизация актимиозинового цитоскелета → генерация цитоплазматических токов прослеживается вплоть до млекопитающих и человека, и его легче изучать в деталях на моделях. Наконец, многие из рассматриваемых консервативных компонентов оказываются вовлеченными в патологические процессы, включая онкологию. Так, гены и кодируемые ими факторы сети PAR, ключевые для механизмов клеточной поляризации, охарактеризованы как онкогены / онкофакторы для ряда модельных объектов.

Анализ масштабных исследований процессов и механизмов раннего развития модельных организмов поднимает ряд общеэволюционных вопросов, обсуждаемых в заключение этого обзора.

ОСОБЕННОСТИ ПУРИНЕРГИЧЕСКОЙ МОДУЛЯЦИИ В ГИППОКАМПЕ НОВОРОЖДЕННЫХ КРЫС

2025-05-23T13:10:28+03:00

Уже в раннем постнатальном периоде в различных отделах нервной системы, включая гиппокамп, наблюдается ритмическая электрическая активность. В гиппокампе этот феномен проявляется в виде гигантских деполяризующих потенциалов (ГДП), которые играют ключевую роль в росте нейронов и формировании межнейронных связей. Генерация и распространение ГДП регулируются множеством механизмов, среди которых особое место занимает пуринергическая система (с участием АТФ и аденозина), изученная нами. Наши исследования показали, что во время ГДП происходит выделение АТФ во внеклеточное пространство с последующим его гидролизом до аденозина. АТФ и аденозин способны модулировать активность как нейронов, так и глиальных клеток новорожденных через различные типы пуринергических рецепторов. В данном обзоре систематизированы современные данные о разнообразии эффектов пуринергической модуляции в гиппокампе новорожденных, феномене разнонаправленного действия пуринергических сигналов, экспрессии и функциональной роли всех подтипов пуринорецепторов в постнатальном периоде. Особое внимание уделено физиологической роли пуринергической модуляции в развивающемся гиппокампе.

СТРУКТУРНЫЕ И ИММУНОГИСТОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА СТАНОВЛЕНИЯ ИННЕРВАЦИИ ВОЗДУХОНОСНЫХ ПУТЕЙ И ЛЕГКИХ КРЫС

2025-05-23T13:10:28+03:00

Цель настоящей работы состояла в иммуногистохимическом исследовании нервных аппаратов и мышечных структур легкого крысы на ранних этапах постнатального онтогенеза. Объектами изучения служили экстрамуральные и интрамуральные отделы легкого (трахея, главные бронхи и долевые отделы легкого, включая респираторный отдел) крыс Вистар в возрасте от одних до четырнадцатых суток. Нервные структуры изучали с помощью иммуногистохимических маркеров: белок PGP 9.5, тирозингидроксилазу, синаптофизин; для выявления мышечных клеток использовали актин саркомерный. Установлено, что у новорожденных крыс плотность распределения холинергических структур (парасимпатических ганглиев, микроганглиев нервных сплетений и терминальных синаптических сетей) преобладает над катехоламинергическими (симпатическими нейронами и пучками постганглионарных волокон). Выраженные ганглиозные сплетения имеются вокруг трахеи и главных бронхов. Обнаружена закономерность изменения иннервации тканей в стенке бронхов лёгкого в кранио-каудальном направлении: для проксимальных отделов характерна высокая плотность распределения нервных сплетений, в альвеолярных областях – их отсутствие. Прослежены тесные взаимоотношения основного терминального нервного сплетения с клетками мышечной ткани стенки бронхов разных калибров вплоть до бронхиол. Отмечена слабая иннервации клеточных элементов в дольках вокруг легочных мешочков, и отсутствие нервных терминалей в межальвеолярных септах. С помощью реакции на белок S100, в альвеолярном отделе выявлены отростчатые клеточные элементы, морфологически сходные с глиальными клетками Кахаля, без включенных в их цитоплазму аксонов. Отмечена важная особенность: мышечная стенка магистральных легочных вен средостения и краниального отдела легкого состоит из пучков кардиомиоцитов, а в альвеолярных отделах стенка легочной вен мелкого калибра -преимущественно из гладких миоцитов и образованных ими сфинктеров. Вопросы о различиях гистологического строения и иннервации приносящих, выносящих и обменных артериальных и венозных сосудов микроциркуляторного русла лёгкого требуют дальнейшего специального изучения. Отмечено отсутствие в исследованном материале на ранних сроках развития бронхо-ассоциированной лимфоидной ткани, характерной для половозрелых животных. Установлена синхронность возникновения межнейронных и нейро-мышечных синапсов, имеющих значение для регуляции начала процесса дыхания у животного.

МЕХАНИЧЕСКИЕ АЛЬТЕРНАНСЫ В КАРДИОМИЦИТАХ МИОКАРДИАЛЬНЫХ РУКАВОВ ВЕРХНЕЙ ПОЛОЙ ВЕНЫ И ЛЕГОЧНЫХ ВЕН КАК ВОЗМОЖНЫЙ ИСТОЧНИК ЭКТОПИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПРЕДСЕРДИЙ

2025-05-23T13:10:28+03:00

Миокард правого и левого предсердий (RA и LA) продолжается в верхнюю полую вену (SVC) и легочные вены (PV) и формирует миокардиальные рукава, которые являются источниками эктопического возбуждения, вызывающими фибрилляцию предсердий. Мы сравнили динамику саркомеров одиночных кардиомиоцитов из миокардиальных рукавов SVC и PV и предсердий морской свинки. Миоциты SVC характеризовались большим временем достижения пика укорочения и 50% расслабления саркомеров, чем кардиомиоциты других групп. В кардиомиоцитах SVC, PV и ПП отсутствовала корреляции между амплитудой укорочения саркомеров и длиной кардиомиоцита. В кардиомиоцитах миокардиальных рукавов SVC и PV обнаружены альтернансы амплитуды укорочения саркомеров. Альтернансы сократительной функции и отсутствие корреляции между величиной амплитуды укорочения саркомеров и морфометрическими характеристиками клеток в миокардиальных рукавах SVC и PV указывают на возможность формирования уязвимого к патологическим факторам механического субстрата, провоцирующего аритмии.

УЧАСТИЕ ФЕРМЕНТА ГЛИКОГЕН-СИНТАЗЫ КИНАЗЫ-3 И ПОТЕНЦИАЛ-ЗАВИСИМЫХ Сa2+-КАНАЛОВ В ВЕЗИКУЛЯРНОМ ЦИКЛЕ СЕКРЕЦИИ МЕДИАТОРА В ХОЛИНЕРГИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НЕРВНЫХ ОКОНЧАНИЯХ СОМАТИЧЕСКОЙ МУСКУЛАТУРЫ ДОЖДЕВОГО ЧЕРВЯ LUMBRICUS TERRESTRIS

2025-05-23T13:10:28+03:00

Методами флуоресцентной конфокальной микроскопии изучали влияние специфических блокаторов (-конотоксин GVIA, -агатоксин IVA, нитрендипин, SNX-482, мибефрадил) потенциал-зависимых Са²⁺-каналов N, P/Q, L, R, T-типов, а также ингибитора фермента гликоген-синтазы киназы-3 GSK3 (1-азакенпауллон) на процессы экзо-эндовезикулярного цикла в холинергических нервно-мышечных синапсах соматической мышцы дождевого червя Lumbricus terrestris. В механизмах везикулярного цикла участвуют ионы Са²⁺, входящие в терминали через все типы потенциал-зависимых Са²⁺-каналов пресинаптической мембраны. При этом наибольший вклад в процессы эндоцитоза вносят Са²⁺-каналы N-, P/Q- и L-типов, тогда как экзоцитоза только каналы N- и P/Q-типов. В процессах рециклинга существенную роль играет динамин-зависимый эндоцитоз, а восстановление везикулярных пулов в таких синапсах, преимущественно, происходит при участии клатрин-зависимого эндоцитоза. Можно считать, что базисные механизмы регуляции везикулярного цикла в двигательных нервно-мышечных синапсах являются общими для всего филогенетического древа позвоночных и беспозвоночных животных, начиная с аннелид. При этом значение отдельных регулирующих элементов машины везикулярной секреции у аннелид имеет свою отчетливую специфику.

РОЛЬ КИССПЕПТИНА В РЕГУЛЯЦИИ ЭМОЦИОНАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ОСТРОГО СТРЕССОВОГО РАССТРОЙСТВА В РЯДУ ПОЗВОНОЧНЫХ

2025-05-23T13:10:28+03:00

При острых стрессовых расстройствах наблюдаются депрессивные, тревожно-фобические состояния и половые дисфункции, которые плохо поддаются лечению. Для коррекции этих нарушений предложены нейропептиды группы кисспептина. Ранее мы показали действие аналогов кисспептина на активацию полового поведения при моделировании острых стрессовых расстройств. Целью настоящей работы было определить роль кисспептина в регуляции эмоционального поведения после острого стресса предъявления хищника в ряду позвоночных. Исследовали последствия предъявления рыбы хищника Hypsophrys nicaraguensis у Danio rerio и предьявления тигрового питона крысам Wistar. Аналогично поведению грызунов у рыб наблюдались проявления отрицательных эмоциональных состояний: фризинг на дне и снижение двигательной активности. Введение феназепама, пароксетина или кисспепина 10 снимали эффекты от предъявления хищника у Danio rerio: увеличивалось число перемещений в верхнюю часть аквариума; снижалось время в нижней части аквариума. В отличии от феназепама кисспептин 10 не снижал тревожно-фобических реакций в приподнятом крестообразном лабиринте при моделировании острого стрессового расстройства у крыс, проявляя при этом растормаживающий и антидепрессантный эффекты в тесте Порсолта подобно действию ингибитора обратного захвата серотонина пароксетина. Данные об однонаправленных эффектах кисспептина 10 и пароксетина у Danio rerio и крыс Wistar подтверждают роль кисспептинов в модуляции серотонин-зависимого поведения при моделировании острого стрессового расстройства. Данные подтверждают гипотезу участия кисспептинов для снятия тревожно-фобических состояний при поддержании эмоциональных аспектов репродуктивного поведения, таких как половая мотивация, территориальное поведение и возбуждение в ряду позвоночных. Работа показывает перспективы внедрения Danio Rerio в протоколы доклинических и трансляционных исследований при изучении острых стрессовых расстройств.