Журнал эволюционной биохимии и физиологии

УНИКАЛЬНЫЕ СТРАТЕГИИ СТРЕКОЗ В ОХОТЕ И ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ВЫСОКИЙ УРОВЕНЬ ЭЙКОЗАПЕНТАЕНОВОЙ КИСЛОТЫ В ЛИПИДАХ МОЗГА: ЕСТЬ ЛИ СВЯЗЬ?

Римма Германовна Парнова — Thu, 30 Nov 2023 00:00:00 +0300

Докозагексаеновая кислота (С22:6ω3) и в значительно меньшей степени эйкозапентаеновая (С20:5ω3) являются основными полиненасыщенными длинноцепочечными жирными кислотами омега-3 ряда в фосфолипидах мозга млекопитающих. Огромное количество проведенных за последние годы исследований свидетельствует о важной роли омега-3 жирных кислот в регуляции поведения, памяти, психического и когнитивного развития у человека и животных. Показано, что докозагексаеновая и эйкозапентаеновая жирные кислоты необходимы для процессов нейро- и синаптогенеза, формирования новых нейронных сетей, стимуляции продукции нейротрофических факторов, нейрональной и синаптической пластичности. Дефицит поступления в организм омега-3 кислот приводит к снижению пространственной памяти, когнитивного развития, способности к обучению, нарушению зрения, психомоторных функций. В контексте современных представлений о роли омега-3 полиненасыщенных жирных кислот в когнитивных процессах в данной работе автор обсуждает опубликованные ранее собственные данные о резком увеличении количества эйкозапентаеновой кислоты С20:5ω3 в составе различных фосфолипидов в мозгу взрослых стрекоз Aeschna grandis L. по сравнению с личинками, связывая этот феномен с изменением среды обитания, значительным усложнением поведения взрослых форм, развитием высокоэффективных стратегий преследования добычи и переработки зрительной информации.

ПОИСК МЕТАБОЛОМНЫХ МАРКЕРОВ ГИПЕРТЕНЗИВНЫХ СОСТОЯНИЙ РАЗНОГО ГЕНЕЗА: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Mon, 20 Nov 2023 00:00:00 +0300

Персонализированный подход к диагностике и лечению артериальной гипертонии требует комплексного анализа особенностей патогенетических механизмов, лежащих в основе заболевания. Для определения специфических метаболомных маркеров различных гипертензивных состояний были исследованы четыре группы экспериментальных животных: крысы WAG (нормотензивный контроль); крысы НИСАГ (ISIAH) с наследственной стресс-индуцированной артериальной гипертонией (АГ); крысы с АГ, индуцированной эндотелиальной дисфункцией, вызванной введением L-NAME; крысы с АГ, вызванной введением дезоксикортикостерона на фоне солевой нагрузки. Образцы сыворотки крови крыс анализировали методом ЯМР-спектроскопии. Проведённый метаболомный анализ дал возможность дифференцировать гипертензивные состояния различного генеза с помощью метаболомных биомаркеров сыворотки крови. Для крыс с ДОКА-солевой гипертонией характерно повышенное содержание холина. Гипертония, связанная с эндотелиальной дисфункцией, индуцированной введением L-NAME, сопровождалась снижением уровней тирозина, серина и глицина. Для крыс НИСАГ характерно повышение концентраций орнитина (цикл мочевины и оксида азота), валина, лейцина, изолейцина, мио-инозитола, глутамата, глутамина (метаболизм глюкозы).

СЕРОТОНИНЕРГИЧЕСКАЯ ИННЕРВАЦИЯ СПИННОГО МОЗГА ЛЯГУШКИ И УЧАСТИЕ 5-НТ5A РЕЦЕПТОРОВ В МОДУЛЯЦИИ МИНИАТЮРНЫХ ГЛИЦИНЕРГИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ ПОЯСНИЧНЫХ МОТОНЕЙРОНОВ

Mon, 20 Nov 2023 00:00:00 +0300

Роль серотониновых рецепторов 5-НТ_5А в модуляции миниатюрной тормозной синаптической активности исследована с помощью внутриклеточной регистрации миниатюрных глицинергических тормозных постсинаптических потенциалов (глимТПСП) в мотонейронах поясничных сегментов изолированного спинного мозга лягушки Rana ridibunda. В среде, содержащей ТТх, СNQX, DAP5, bicucullinе, аппликация агониста серотониновых рецепторов 5-СТ (10 мкМ) с высокой аффинностью к 5-НТ_5А приводила к подавлению частоты на 86%, а также исчезновению высокоамплитудных глимТПСП (200- 500 мкВ) при сохранении редких потенциалов амплитудой около 100 мкВ, что свидетельствует о возможности пре- и постсинаптического действия 5-СТ в такой концентрации, не исчерпывающегося его действием только на 5-НТ_5А рецепторы. Добавление в среду метисергида, блокатора 5-НТ _1,2 рецепторов, снижало среднюю частоту глимТПСП на 67 %, частоту высокоамплитудных событий в 5 раз и их среднюю амплитуду на 20%, что может свидетельствовать об участии 5-НТ_5А рецепторов в пре- и постсинаптической модуляции в глимТПСП мотонейронов. Аппликация 1 мкМ 5-СТ приводила к уменьшению частоты глимТПСП на 49% без заметного изменения амплитуды глимТПСП, а последующее введение в раствор SB-699551, селективного антагониста 5-НТ_5А рецепторов, увеличивало частоту событий на 41% , что подтверждает участие 5-НТ_5А рецепторов в пресинаптической модуляции глимТПСП. Иммунофлуоресцентное исследование показало, что супра- и интраспинальные 5-НТ+ ir нейроны дают обильные ветвления в поясничном отделе с возможностью образования аксосоматических контактов с мечеными мотонейронами и аксодендритных контактов на проксимальных и дистальных участках их дендритов. Также возможно образование контактов в перимедулярном сплетении, пронизанном дистальными дендритами мотонейронов и астроцитарными отростками. Это представляет структурную основу для пост-, пре- и экстрасинаптической модуляции активности мотонейронов серотонином. Возможность постсинаптической модуляции активности мотонейронов через 5-НТ_5А рецепторы подтверждает точечноподобная флуоресценция 5-НТ_5АRlike+ сигнала на дендритах и телах меченых мотонейронов, который присутствует в нейропиле, но отсутствует в перимедулярном сплетении. Двойное мечение антителами к 5-НТ_5А рецептору и Са ²⁺ -связывающему белку, парвальбумину (PV+ir), выявило локализацию 5-НТ_5АRlike+ в миелиновой оболочке волокон дорсальных и вентромедиальных канатиков. На препаратах после длительной стимуляции вентральных корешков через всасывающие электроды при мечении мотонейронов биоцитином обнаружен яркий 5-НТ_5АRlike+ сигнал в миелине моторных аксонов, дорсальнокорешковых волокон, входящих в мозг в области дорсального рога и отдельных волокон вентромедиального канатика. Обсуждается участие экстрасинаптических рецепторов 5-НТ_5А в функционировании цепей обратной связи активности поясничных мотонейронов, с возможным участием в этих цепях глиальных элементов.

ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ-РЕГУЛЯТОРОВ МИОГЕНЕЗА У СЕГОЛЕТОК АТЛАНТИЧЕСКОГО ЛОСОСЯ (Salmo salar L.) В УСЛОВИЯХ АКВАКУЛЬТУРЫ ПРИ ВЛИЯНИИ РАЗНЫХ РЕЖИМОВ ОСВЕЩЕНИЯ И КОРМЛЕНИЯ

Thu, 23 Nov 2023 00:00:00 +0300

Исследовали уровень экспрессии генов тяжелой и легкой цепи миозина (myhc, mlc-2), транскрипционных факторов регуляции миогенеза (myf5, myog, паралогов myod1), паралогов миостатина и инсулиноподобных факторов роста (igf1 и igf2) в мышцах сеголеток лосося, искусственно выращиваемых при разных режимах освещения и кормления при постоянной температуре воды в регионе Северная Осетия-Алания. Совокупное действие режимов освещения и питания отражалось на экспрессии генов myhc, mlc-2, myf5, myod1a, myod1b, myod1c. Так особи, выращиваемые при постоянном режиме освещения, отличались более высокими уровнями экспрессии генов myf5, myhc и mlc-2 по сравнению с рыбами при естественном освещении, что так же соответствовало их темпам роста. Экспрессия генов IGF по-разному изменялась на протяжении эксперимента: уровень экспрессии гена igf1 увеличивался, а гена igf2 – сначала увеличивался через месяц исследования, затем уменьшался. Результаты свидетельствуют о различиях в процессах регуляции миогенеза в зависимости от условий освещения и кормления.

ИНТРАНАЗАЛЬНОЕ ВВЕДЕНИЕ ИНСУЛИНА КРЫСАМ С ИШЕМИЕЙ И РЕПЕРФУЗИЕЙ ПЕРЕДНЕГО МОЗГА УМЕНЬШАЕТ ИНТЕНСИВНОСТЬ АУТОФАГИИ И АПОПТОЗА В ГИППОКАМПЕ И ЛОБНОЙ КОРЕ МОЗГА, ВОЗМОЖНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ

Tue, 05 Dec 2023 00:00:00 +0300

Найдено, что ишемия и последующая трехдневная реперфузия переднего мозга приводят к увеличению уровня маркера аутофагии LC3B-II, уровня глиального фибриллярного кислого белка (GFAP) и активации каспазы-3 в гиппокампе и лобной коре мозга крыс. При этом интраназальное введение крысам с ишемией и реперфузией мозга 0.5 МЕ инсулина (до ишемии и ежедневно при реперфузии) достоверно и значительно снижает уровень LC3B-II и активность каспазы-3 в изучаемых структурах. Это показывает способность инсулина ингибировать активацию аутофагии и апоптоза в переднем мозге при его ишемии и реперфузии. Не удалось выявить достоверного снижения уровня GFAP в этих районах мозга под влиянием введения животным инсулина. Показано, что интраназальное введение инсулина активирует протеинкиназу Akt (активирующую комплекс mTORС1, ингибирующий процессы аутофагии) и ингибирует протеинкиназу AMPK (инициируюшую процессы аутофагии) в гиппокампе и коре мозга крыс, что, очевидно, лежит в основе его способности снижать аутофагическую и апоптотическую гибель нейронов. Данные о модуляции инсулином активности протеинкиназ Akt и AMPK в опытах in vivo согласуются с результатами исследованиями возможного механизма нейропротекторного действия инсулина, проведенными нами ранее in vitro на нейронах коры мозга в состоянии окислительного стресса.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЛИПИДНОГО ЭКСТРАКТА МОРСКОЙ ЗЕЛЕНОЙ ВОДОРОСЛИ CODIUM FRAGILE (SURINGAR) HARIOT ДЛЯ РЕПАРАЦИИ МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ МЫШЕЙ ПРИ СТРЕССОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

Tue, 05 Dec 2023 00:00:00 +0300

Кодиум ломкий – Codium fragile (Suringar) Hariot – морская зеленая водоросль, относящаяся к семейству Codiaceae, является одним из массовых видов макрофитов Дальневосточного Региона РФ. Содержание липидов в талломе кодиума достигает 13.92 ± 0.22 мг в пересчете на г сухой ткани, из которых основную часть составляют нейтральные липиды и гликолипиды (40 - 44%), на долю фосфолипидов приходится 16%. Количество полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в липидном экстракте кодиума составляет свыше 50% от общей суммы, среди которых преобладают ПНЖК семейства ω-3 (36.2%) и ω-6 (17.8%). Изучено влияние липидного экстракт C. fragile и препарата сравнения Омега-3 на биохимические и физиологические показатели эритроцитов мышей, подвергнутых стрессовому воздействию (вертикальная фиксация за дорсальную шейную складку). Под действием стресса эритроциты претерпевают определенные изменения, как в отношении размерных характеристик, так и фосфолипидной составляющей мембран, что приводит к изменению проницаемости и лабильности, осложняется их циркуляция по капиллярному руслу. Эндогенная система антиоксидантной защиты организма мышей при стрессе испытывает значительное напряжение, о чем свидетельствует увеличение уровня малонового диальдегида при одновременном снижении активности супероксиддисмутазы и величины антирадикальной активности в плазме крови. Введение липидного экстракта C. fragile в условиях стресса сопровождалось восстановлением содержания липидов в мембранах эритроцитов, уменьшением количества лизофосфолипидов, а также нормализацией соотношения сфингомиелин/фосфатидилхолин, что способствовало восстановлению размерных параметров эритроцитов, их осмотической резистентности и показателей антиоксидантной системы крови. Выраженный мембранопротекторный эффект липидного экстракта C. fragile обусловлен наличием в его составе широкого спектра нейтральных и полярных липидов, содержащих ПНЖК семейства ω -3 и ω -6, что обеспечивает более высокую эффективность водорослевого экстракта при стрессе по сравнению с эталонным препаратом "Омега-3"

УПРАВЛЕНИЕ ИММУННЫМ ОТВЕТОМ НА ПОВРЕЖДЕНИЕ СПИННОГО МОЗГА Danio Rerio ПОСРЕДСТВОМ ВНЕКЛЕТОЧНЫХ ВЕЗИКУЛ, ПРОДУЦИРОВАННЫХ АКТИВИРОВАННЫМИ МОНОЦИТОПОДОБНЫМИ КЛЕТКАМИ

Sun, 10 Dec 2023 00:00:00 +0300

Реакция иммунной системы на повреждение спинного мозга реализуется местным и системным воспалением с последующей репарацией и восстановлением функции поврежденных органов. Возможность управления провоспалительной активностью и стимуляция процессов регенерации является важным аспектом исследования. В качестве инструмента могут выступать внеклеточные везикулы (ВВ), продуцируемые активированными моноцитоподобными клетками, регулирующая деятельность которых может приводить к поляризации иммунного ответа в М1 или М2 направлении. Цель исследования: изучить системные эффекты внеклеточных везикул, продуцированных активированными моноцитоподобными клетками линии THP-1, при моделировании повреждения спинного мозга у рыб Danio rerio. Было показано, что интрацеломическое введение ВВ, полученных при стимуляции клеток фактором некроза опухоли (TNF), рыбам Danio rerio с травмой спинного мозга приводило к провоспалительному эффекту, проявлявшемуся увеличением экспрессии генов il-6 и tnf-α в тканях мозга, и к менее выраженному изменению активности в тканях сердца, печени и почки. ВВ, полученные от неактивированных клеток, а также от клеток, активированных PMA (4-phorbol-12-myristate-13-acetate) такой активностью не обладали. Таким образом, продемонстрирована возможность посредством внеклеточных везикул, продуцированных активированными моноцитоподобными клетками, влиять на поляризацию иммунного ответа после смоделированной травмы спинного мозга у рыб Danio rerio.

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ СОТРУДНИЧЕСТВА НА АМПЛИТУДЫ ВЫЗВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ПРИ ТВОРЧЕСКОЙ И НЕТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Жанна Владимировна Нагорнова, Наталья Вячеславовна Шемякина — Tue, 12 Dec 2023 00:00:00 +0300

Данная работа является продолжением ряда работ по исследованию влияния условий социального взаимодействия (соревнования или сотрудничества) на мозговые корреляты вербальной творческой деятельности. В работе рассматривается модель сотрудничества, в которой участникам ставилась задача вместе, хотя и не совещаясь, придумать как можно больше ответов в творческом и нетворческом заданиях. Испытуемые (4 мужчин, 26 женщин) выполняли два типа заданий индивидуально и в условиях сотрудничества в парах (мужчина-мужчина, женщина-женщина): творческое – придумать необычное использование повседневного предмета, и нетворческое – перечислить предметы из предложенных категорий. Сравнивали вызванные потенциалы (ВП) в каждом из заданий между условиями сотрудничества и индивидуального выполнения. Условия сотрудничества приводили к уменьшению амплитуды компонента P200 на временном интервале 148-272 мс от начала предъявления стимула как при творческой, так и при нетворческой деятельности, свидетельствуя о снижении внимания к стимулу в условиях социального взаимодействия. При выполнении творческого задания наблюдается бОльшая амплитуда позднего позитивного компонента на интервале 662-1240 мс – в задневисочных и затылочных отведениях, что может отражать активацию височно-теменного соединения, вовлеченного в процессы «понимания другого».

ИЗМЕНЕНИЯ В ТАКСОНОМИЧЕСКОМ СОСТАВЕ МИКРОБИОМА КИШЕЧНИКА И ИХ СВЯЗЬ С БИОСИНТЕЗОМ И МЕТАБОЛИЗМОМ ВИТАМИНОВ ГРУППЫ В У ДЕТЕЙ С РАССЕЯННЫМ СКЛЕРОЗОМ

Wed, 13 Dec 2023 00:00:00 +0300

Рассеянный склероз (РС) – хроническое воспалительное аутоиммунное заболевание, характеризующееся прогрессирующей демиелинизацией, приводящей к гибели нейронов центральной нервной системы. Заболевание обычно манифестирует у людей в возрасте 20-40 лет, но в последние годы наблюдается увеличение числа случаев с дебютом в РС детском возрасте. Мы предполагаем, что это может быть связано с особенностями состава кишечной микробиоты и ее способностью продуцировать витамины группы В. Цель исследования: выявить изменения состава кишечного микробиома в дебюте рассеянного склероза у детей и взрослых и оценить потенциал кишечного микробиома метаболизировать и синтезировать витамины группы В. В исследовании приняли участие 15 детей (9-17 лет), 15 взрослых, у которых РС манифестировал в детском возрасте и 14 взрослых старше 37 лет с длительность РС менее 1 года. Состав кишечного микробиома определяли методом секвенирования гена 16S рРНК на платформе Illumina с универсальными праймерами на вариабельный участок гена 16S рРНК V3-V4. Для прогнозирования наличия путей метаболизма витаминов группы В в кишечном микробиоме применяли алгоритм PICRUST с использованием базы данных эталонных геномов KEGG. Установлено, что у детей в дебюте РС происходят специфические изменения микробиома, отличные от изменений у взрослых. Эти изменения включают снижение альфа-разнообразия, а также редукцию доминантных филумов и увеличение p_Verrucomicrobiota и p_Mycoplasmatota, что сопровождалось уменьшением числа бактериальных генов, вовлекаемых в пути метаболизма и синтеза витаминов В1, В2, В3, В5 и В12. Такие изменения могут быть связаны с ранним проявлением симптомов РС у детей. Полученные результаты подчеркивают важность дальнейшего изучения влияния кишечного микробиома и его метаболического потенциала на развитие и прогрессирование РС, особенно в детском возрасте, а также могут способствовать разработке современных более эффективных методов лечения и профилактики этого демиелинизирующего заболевания.

ВЛИЯНИЕ ГИПОКСИИ НА СОДЕРЖАНИЕ АМИНОКИСЛОТ В ГЕМОЛИМФЕ И БЕЛКОВОМ ГИДРОЛИЗАТЕ ДВУСТВОРЧАТОГО МОЛЛЮСКА ANADARA KAGOSHIMENSIS (TOKUNAGA, 1906)

Mon, 18 Dec 2023 00:00:00 +0300

Двустворчатый моллюск Anadara kagoshimensis (Tokunaga, 1906) является видом-вселенцем в Чёрное и Азовское моря. Изучали аминокислотный состав гемолимфы и белковых гидролизатов мягких тканей моллюска. Методом ионообменной хроматографии с последующей нингидриновой детекцией определено содержание 16 протеиногенных аминокислот в пробах. Отмечены высокие концентрации гистидина и пролина в гемолимфе и мягких тканях моллюска. Под влиянием экспериментальной гипоксии выявлены качественные и количественные изменения в содержании свободных аминокислот, как гемолимфы, так и гидролизатов мягких тканей, в частности, отмечено уменьшение в два раза пула алифатических аминокислот и возрастание пула ароматических аминокислот. В условиях гипоксии почти вдвое снижается весовая доля мягких тканей анадары, по сравнению с нормальными условиями обитания – 4.7 % в опыте и 8.2 % в контроле. Это приводит к ухудшению показателей гидролизатов по общему и аминному азоту, а также сухим веществам (0.34 и 1.84 % от сухого вещества при гипоксии и нормоксии). Показано, что в условиях гипоксии метаболизм моллюска реорганизуется в направлении анаэробного катаболизма аминокислот и белков, как источника субстратов цикла трикарбоновых кислот и цикла орнитина. Это приводит к значительному накоплению аргинина, являющегося аллостерическим активатором реакций цикла орнитина и накоплению мочевины в качестве низкомолекулярного антиоксиданта. Таким образом, в анадаре формируется низкомолекулярное звено антиоксидантной защиты в виде высокого содержания таких скавенджеров свободных радикалов, как гистидин и мочевина, что может способствовать успеху инвазии этого моллюска в Чёрное и Азовское моря. Рассмотрены вопросы влияния гипоксии на качество моллюсков как сырья для получения БАД.

РОЛЬ ОПОРНОЙ АФФЕРЕНТАЦИИ В ФОРМИРОВАНИИ МЫШЕЧНЫХ СИНЕРГИЙ ПРИ ЛОКОМОЦИЯХ

Сергей Александрович Моисеев — Mon, 25 Dec 2023 00:00:00 +0300

Изучали особенности формирования мышечных синергий при выполнении локомоций в условиях полной и частичной разгрузки веса тела. Извлечение мышечных синергий выполнено с применением метода главных компонент. Установлено, что стабильность мышечных модулей и стереотипные паттерны их временной активации при различной степени афферентации обусловлены реализацией моторных программ синергий. Выявлено, что только наличие, но не мощность афферентного потока от рецепторного комплекса нижних конечностей вносит существенный вклад в формирование межконечностных синергетических паттернов и регуляцию степени вовлечения мышц в синергии. Различные временные профили в структуре синергий обусловлены избыточностью организации управляющих структур, благодаря которой осуществляется надежное управление локомоциями. Сохранение стабильного компонентного состава основной мышечной синергии может являться целевой переменной двигательного контроля, в связи с чем ее вариативность при многократных реализациях движения оказывается низкой.