Журнал эволюционной биохимии и физиологии

РОЛЬ ИНТЕГРИРОВАННОГО ОТВЕТА НА СТРЕСС (ИОС) В НЕЙРОПСИХИЧЕСКИХ ПАТОЛОГИЯХ ЦНС

Никита Петрович Ильин — 2024-10-17

Интегрированный ответ на стресс (ИОС) представляет собой консервативный для всех эукариот механизм клеточного ответа на различные сильные стрессовые сигналы, включая гипоксию, нехватку аминокислот и глюкозы, воспаление, стресс эндоплазматического ретикулума и другие. Центральным элементом ИОС является фосфорилирование эукариотического фактора инициации трансляции 2 альфа (eIF2α). Этот процесс регулируется четырьмя киназами: PERK, GCN2, HRI и PKR, каждая из которых активируется различными стрессовыми условиями. Система ИОС играет критическую роль в поддержании гомеостаза клеток и их выживании в условиях стресса, однако ее хроническая активация может привести к дисфункции клеток и программируемой клеточной смерти. Недавние исследования показывают, что ИОС активно вовлечен в патогенез нейродегенеративных заболеваний, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона, боковой амиотрофический склероз, а также активируется при травматическом повреждении мозга. В то же время вклад ИОС в развитие психических расстройств, таких как депрессия, тревожные расстройства, шизофрения, биполярное расстройство, посттравматическое стрессовое расстройство и аддикции, остается недостаточно изученным. В работе рассматриваются современные данные о роли ИОС в патогенезе психических расстройств ЦНС, а также обсуждаются возможности терапевтической модуляции системы ИОС в контексте этих заболеваний.

ОСОБЕННОСТИ ЭРИТРОПОЭЗА ГИБЕРНИРУЮЩИХ СУСЛИКОВ UROCITELLUS UNDULATUS

Ксения Игоревна Лизоркина — 2024-11-03

Проведены исследования морфофункциональных особенностей костного мозга бедренной и плечевой костей у длиннохвостых сусликов летом, осенью, во время торпора и в периоды кратковременных пробуждений зимой (зимняя эутермия). Гистологический анализ показал увеличение количества и размера адипоцитов в костном мозге у животных в состоянии торпора, с частичным замещением миелоидной ткани на жировую. Не смотря на больший объем костного мозга в бедренной кости, в нем обнаружено значительно меньше ядерных клеток, чем в плечевой кости, но существенно больше эритроидных островков, особенно во время спячки. У торпидных сусликов происходит замещение дисковидных эритроцитов в крови на атипичные формы эритроцитов (овальные, макроциты, мишеневидные), количество которых значительно уменьшается в зимний эутермный период. Уровень содержания ретикулоцитов возрастает в период спячки двукратно по сравнению с летом. Полученные результаты обсуждаются в контексте поддержания высокого уровня кислорода в крови во время торпора и адаптации эритропоэза к условиям длительной гипотермии.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КЛЕТОК КУПФЕРА В ПЕЧЕНИ КРЫС SHR И WISTAR

Инга Александровна Никитина — 2024-11-03

В исследовании были проанализированы структурные особенности резидентных макрофагов печени на фоне стойкой артериальной гипертензии, в сравнении с нормотензивным контролем. Для выявления резидентных макрофагов на образцах печени девятимесячных самцов крыс SHR и Wistar (n = 14) применяли иммуногистохимическую реакцию против белка Iba-1. Морфометрические параметры и характер пространственного распределения клеток Купфера оценивали с помощью программ математической обработки и анализа изображений ImageJ и GIMP. Показано, что клетки Купфера в образцах печени крыс линии SHR имеют преимущественно слабоотросчатую либо элипсоидную форму, и не имеют определенной корреляции с расположением в печеночном ацинусе, в отличие от макрофагов группы Wistar. Статистически значимые различия обнаружены в характере распределения клеток Купфера: в группе SHR клетки в печеночном ацинусе распределены более равномерно по сравнению с клетками группы Wistar, наиболее выраженная плотность распределения которых фиксировалась в интермедиальной зоне ацинуса. Обнаруженные структурно-функциональные особенности резидентных макрофагов печени крыс SHR могут быть обусловлены функциональными нарушениями в печени на фоне стойкой артериальной гипертензии.

ВЛИЯНИЕ АДРЕНАЛИНА НА МЕМБРАННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ МИТОХОНДРИЙ И ПОКАЗАТЕЛИ КЛЕТОЧНОГО ИММУННОГО ОТВЕТА ГЕМОЦИТОВ СРЕДИЗЕМНОМОРСКОЙ МИДИИ (MYTILUS GALLOPROVINCIALIS)

Анастасия Александровна Ткачук — 2024-11-07

Двустворчатые моллюски как обитатели литоральной зоны Мирового океана подвержены колебаниями абиотических факторов окружающей среды. Резкие колебания параметров среды обитания сопровождаются развитием физиологической стресс-реакции в организме моллюсков, при этом изменения функционального состояния животных происходят за счет выброса нейромедиаторов в циркуляторное русло гемолимфы. Катехоламины являются ключевыми сигнальными молекулами в системе нейроэндокринной регуляции организма двустворчатых моллюсков и также участвуют в модуляции иммунного ответа в период физиологического стресса. Гемоциты, как центральное звено клеточного иммунитета двустворчатых моллюсков имеют на поверхности клеточной мембраны адренорецепторы, что предполагает наличие функциональной взаимосвязи между внешним стрессом и клеточным иммунным ответом организма. В настоящей работе в условиях in vitro исследовано влияние адреналина в концентрациях 1 и 10 мкМ на фагоцитоз, способность к адгезии и агрегации гемоцитов средиземноморской мидии Mytilus galloprovincialis (Lamarck, 1819). Также изучено влияние адреналина на уровень спонтанной продукции активных форм кислорода и на изменения мембранного потенциала митохондрий клеток гемолимфы. Показано, что стимуляция гемоцитов мидий адреналином в концентрации 10 мкМ способствовала достоверному увеличению способности к фагоцитозу. Адреналин в концентрации 1 мкМ существенно увеличивал способность гемоцитов к адгезии на твердый субстрат. Также стимуляция клеток адреналином 10 мкМ в течение 30 минут приводила к росту мембранного потенциала митохондрий гемоцитов. Достоверных изменений в уровне спонтанной продукции активных форм кислорода в гемоцитах при воздействии адреналина не выявлено. Результаты настоящей работы свидетельствуют, что адреналин оказывает иммуномодулирующий эффект на гемоциты мидий и стимулирует их аэробный обмен.

ВНЕКЛЕТОЧНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ ДЕЙСТВИЯ КАРДИОМИОЦИТОВ ЖЕЛУДОЧКОВ В ИЗОЛИРОВАННОМ СЕРДЦЕ КРЫС, СОДЕРЖАЩИХСЯ НА ВЫСОКОЖИРОВОЙ/ВЫСОКОСАХАРОЗНОЙ ДИЕТЕ

Игорь Владимирович Кубасов — 2024-11-07

Крысы, содержащиеся на высокожировой/высокосахарозной диете (ВЖСД) в течение 10-12 недель, демонстрировали развитие гипергликемии и признаки висцерального ожирения. Субэпикардиальные миоциты левого желудочка (ЛЖ) сердец этих крыс отличались от контроля существенно увеличенной фракцией внеклеточных потенциалов действия (вПД) сердца, характеризующихся выраженной фазой следовой гиперполяризации (СГ) и ускоренным спадом вПД. Локальная доставка в зону регистрации вПД апамина (блокатора Са²⁺-зависимых К⁺-каналов низкой проводимости (IK_Ca, SK-каналы) в концентрации 500 нМ в составе раствора внутри пипетки сопровождалась подавлением фазы СГ и продлением спада вПД. Полученные данные предполагают, что потребление ВЖСД ведет к увеличению экспрессии и/или активности SK-каналов и, как результат, к развитию СГ и укорочению вПД эпикардиальных кардиомиоцитов ЛЖ сердца крыс.

ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЙ МАРКЕРОВ АПОПТОЗА, ЦИРКАДНЫХ РИТМОВ И АНТИОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ НА МОДЕЛИ ВИСОЧНОЙ ЭПИЛЕПСИИ У КРЫС

Алина Алексеевна Нужнова — 2024-11-07

Височная эпилепсия – распространенное неврологическое заболевание, которое во многих случаях сопровождается фармакорезистентностью. Современный подход к лечению пациентов с лекарственной устойчивостью включает в себя хирургическое вмешательство, которое не гарантирует полноценное выздоровление. В настоящее время разрабатываются новые противоэпилептические препараты, воздействующие на сигнальные каскады, присущие эпилептогенезу. Для разработки таких препаратов необходимо знание основных механизмов патогенеза эпилепсии. Цель работы – исследовать динамику изменения белков, участвующих в регуляции апоптоза, циркадных ритмов и антиоксидантного ответа в височной коре мозга при длительном киндлинге на модели крыс линии Крушинского-Молодкиной (КМ) с наследственной аудиогенной эпилепсией. Динамику изменения белков интереса – p53, CLOCK, Nrf2, p105 – исследовали в височной коре головного мозга (иммуногистохимическое исследование, Вестерн блоттинг). Выявлено, что у контрольных крыс КМ уровень p53 ниже, чем у крыс Вистар. У крыс КМ, подвергшихся киндлингу в течение 21 дня, содержание p53 увеличивается в сравнении с КМ-контролем. Уровень CLOCK оказался понижен в группе КМ контроль по сравнению с отрицательным контролем и повышен у группы КМ после киндлинга 21 день относительно КМ после киндлинга 7 дней. Изменений продукции Nrf2 и p105 обнаружено не было. Полученные данные позволяют предположить, что изменение уровня исследуемых белков у контрольных крыс КМ в сравнении с крысами Вистар генетически обусловлены. Индуцированный эпилептогенез (киндлинг) в течение 21 дня приводит к активации p53-зависимого апоптозного пути и возможному десинхронозу – изменению циркадных ритмов. Полученные данные вносят вклад в изучение механизмов височной эпилепсии и требуют дальнейших исследований, связанных с митохондриальным апоптозом и сдвигом цикла сна-бодрствования в патогенезе височной эпилепсии.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИММУННОГО ОТВЕТА, КИШЕЧНОЙ МИКРОБИОТЫ И ВОСПРИИМЧИВОСТИ К БАКТЕРИЯМ BACILLUS THURINGIENSIS У КОЛОРАДСКОГО ЖУКА LEPTINOTARSA DECEMLINEATA

Дарья Сергеевна Терещенко — 2024-11-18

Биологические инсектициды для защиты растений на основе бактерий Bacillus thuringiensis (Bt) обладают высокой специфичностью действия по отношению к различным отрядам насекомых и безопасны для окружающей среды. Колорадский жук (Leptinotarsa decemlineata) самый распространенный вредитель пасленовых культур в мире. Широкий ареал обитания колорадского жука в различных по климатическим условиям регионах, быстрое формирование устойчивости к широкому спектру химических инсектицидов, ставит вопрос за счет каких защитных реакций он обладает такой экологической пластичностью и насколько быстро формирует устойчивость к биологическим инсектицидам. В данном исследовании у личинок колорадского жука из двух районов Новосибирской области (НСО) изучены показатели клеточного и гуморального иммунитета, активность ферментов антиоксидантной и детоксицирующей систем, микробиота кишечника и восприимчивость к бактериям B. thuringiensis. Общее количество гемоцитов и лизоцим-подобная антибактериальная активность в гемолимфе у насекомых Венгеровского района НСО в 1,5-2 раза выше по сравнению с личинками Ордынского района НСО. В кишечнике и жировом теле у личинок из Ордынского района отмечена повышенная в 1,7-2,5 раза активность ферментов детоксикации по сравнению с Венгеровской группой насекомых. Показано, что доминирующей группой кишечной микробиоты насекомых из двух районов НСО являются бактерии семейства Enterobacteriaceae и Citrobacter, однако у личинок из Ордынского района одной из мажорных групп являются бактерии рода Spiroplasma. Установлено, что насекомые не отличались по уровню чувствительности к бактериям B. thuringiensis. Развитие бактериальной инфекции приводит к увеличению активности ФО в гемолимфе насекомых в 2-3 раза, при этом у группы насекомых Ордынского района НСО зарегистрирован 1,5-кратное увеличение общего количества гемоцитов. Таким образом, установлено, что насекомые разных географических популяций могут эффективно перестраивать защитную стратегию от энтомопатогенов, за счет баланса между их конституциональными и индуцированными системами резистентности.