Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова

Role of Neprilysin in Synaptic Plasticity and Memory

2020-10-07T23:54:10+03:00

Неприлизин (НЕП, нейтральная эндопептидаза, эндопептидаза-24.11) является важным ферментом, наиболее представленным в почках и печени и расщепляющим большое число биологически важных пептидов. Он играет важную роль в регуляции кровяного давления и нормального функционирования практически всех органов и тканей, а его дисрегуляция приводит к развитию таких заболеваний, как сердечная недостаточность, рак, диабет и хроническое воспаление. Он также является важной нейропептидазой, прекращая действие таких нейропептидов как энкефалины, субстанция Р, соматостатин, которые принимают участие в сигнальных и регуляторных прцессах в мозге. НЕП является также основным амилоид-деградирующим ферментом, что делает его важной терапевтической мишенью в области болезни Альцгеймера (БА). Наши исследования показали, что экспрессия НЕП снижается с возрастом в структурах мозга, принимающих участие в формировании памяти и наиболее повреждаемых при БА. Более того, экспрессия НЕП снижается при гипоксических воздействиях, а пренатальная гипоксия у крыс приводит к его дефициту в ряде структур мозга как в процессе развития, так и во взрослом мозге, что коррелирует со сниженным числом лабильных дендритных шипиков и когнтивным дефицитом. Используя модель пренатальной гипоксии у крыс, мы провели анализ эффективности ряда соединений (ингибиторов каспаз, деацетилаз гистонов, тирозинкиназ, агонистов ядерных ретиноидных Х рецепторов, а также антиоксиданта эпигаллокатехин галлата), которые посредством разных механизмов способны восстанавливать экспрессию НЕП, сниженную в результате пренатальной гипоксии, и улучшать когнитивные функции животных. В этой статье мы приводим анализ литературных и наших данных о роли НЕП в синаптической пластичности, нейрональной аткивности и когнитивных функциях и очерчиваем ряд современных подходов для регуляции его экспрессии и активности в ткани мозга.

РОЛЬ ТРОМБОЦИТОВ В ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ

2020-10-07T23:54:12+03:00

Тромбоциты играют ключевую роль в гемостазе, участвуют в процессах иммунного ответа, воспаления, ангиогенеза и регенерации тканей в организме. С другой стороны, тромбоциты могут способствовать развитию различных патологических процессов, обусловленных образованием тромбов в сосудах (инфаркты, инсульты), а также опухолевых заболеваний. Тромбоциты могут напрямую взаимодействовать с раковыми клетками в кровотоке и участвовать в метастазировании, ангиогенезе и росте опухоли. За последние годы накопилось значительное количество данных, посвящённых роли тромбоцитов в развитии опухолевых заболеваний. Эти данные требуют систематизации и тщательного анализа, так как значение тромбоцитов в развитии рака может преувеличиваться. В данной работе представлены основные актуальные вопросы, касающиеся роли тромбоцитов в развитии онкологических заболеваний. Помимо этого, рассмотрено значение антитромбоцитарной терапии и ограничения её применения в лечении опухолей, а также использование тромбоцитов в целях диагностики и таргетной доставки препаратов в противоопухолевой терапии.

ВЛИЯНИЕ ДИЕТА-ИНДУЦИРОВАННОГО И МЕЛАНОКОРТИНОВОГО ОЖИРЕНИЯ НА ЭКСПРЕССИЮ ТРИПТОФАНГИДРОКСИЛАЗЫ 2 В НЕЙРОНАХ СРЕДНЕГО МОЗГА И ГИПОТАЛАМУСА МЫШЕЙ

2020-10-07T23:54:09+03:00

Серотониновая система мозга играет ключевую роль не только в регуляции поведения и когнитивных функций, но и в контроле пищевого поведения и энергетического обмена. В это вовлечены серотонинергические нейроны среднего мозга, экспрессирующие фермент триптофангидроксилазу 2-го типа (ТПГ-2), катализирующую синтез серотонина, и гипоталамические нейроны, экспрессируюшие серотониновые рецепторы. В настоящее время изменения экспрессии и распределения ТПГ-2 в нейронах среднего мозга при ожирении остаются мало изученными. Наряду с этим предполагается, что серотонин может синтезироваться и в гипоталамических нейронах, оказывая влияние на серотониновую систему гипоталамуса, но данные об экспрессии и возможной локализации ТПГ-2 в гипоталамических нейронах отсутствуют. Целью работы было изучение экспрессии ТПГ-2 в среднем мозге и ее распределение в нейронах аркуатных, паравентрикулярных и супраоптических ядер гипоталамуса у мышей с диета-индуцированным ожирением (ДИО) и у агути-мышей с генетически-обусловленным ожирением меланокортинового типа. В гипоталамусе мышей С57Bl/6J выявлена экспрессия гена ТПГ-2 и с помощью двойного иммуномечения впервые показана локализация фермента в иммунопозитивных к проопиомеланокортину (ПОМК) нейронах аркуатных ядер и в иммунопозитивных к вазопрессину нейронах паравентрикулярных и супраоптических ядер. При обоих типах ожирении количество ТПГ-2-иммунопозитивных гранул в ПОМК- и вазопрессин-иммунопозитивных нейронах повышалось, хотя экспрессия гена Tph2 повышалась только у агути-мышей. В среднем мозге ДИО-мышей содержание ТПГ-2 снижалось, в то время как у агути-мышей оно не менялось. Эти результаты свидетельствуют о важной роли синтезируемого в гипоталамусе серотонина, который совместно с серотонином, поступающим из среднего мозга, вовлечен в компенсаторные изменения гипоталамического сигналинга при ожирении. Обнаружение ТПГ-2-иммунопозитивных гипоталамических нейронов различной эргичности, способных синтезировать серотонин, указывает на существование новых механизмов аутокринной и паракринной серотониновой регуляции в гипоталамусе, в том числе при ожирении.

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕВЕНТИВНОЙ ТЕРАПИИ С ИНДУКТОРОМ ШАПЕРОНОВ U133 В МОДЕЛИ ДОКЛИНИЧЕСКОЙ СТАДИИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА У ПОЖИЛЫХ КРЫС

2020-10-07T23:54:11+03:00

Болезнь Паркинсона (БП) - хроническое неуклонно прогрессирующее нейродегенеративное заболевание с преимущественным поражением дофамин (ДА-)ергических нейронов нигростриатной системы головного мозга. БП чаще всего поражает пожилых людей и относится к числу неизлечимых. Нарушение конформации белка α-синуклеина и его гиперфосфолирование, а также развитие хронического нейровоспаления являются основными звеньями патогенеза нейродегенерации при БП. Фармакотерапия, направленная на мобилизацию стресс-индуцируемого шаперона Hsp70, играющего решающую роль в контроле качества белковых молекул и обладающего иммуномодулирующей активностью, представляется перспективной для разработки превентивной терапии БП. В настоящем исследовании в модели доклинической стадии БП у крыс пожилого возраста, созданной путем интраназального введения ингибитора протеасом лактацистина, применена терапия, основанная на системном введении индуктора шаперона Hsp70 – низкомолекулярного хиноидного соединения U133 (ацетилированного 2,3,7-трис-О-глюкозида эхинохрома). Показано, что соединение U133 вызывает отставленное во времени повышение содержания Hsp70 в компактной части черной субстанции (кчЧС) у пожилых животных. Превентивная Hsp70-индуцирующая терапия с U133 в модели доклинической стадии БП у крыс пожилого возраста ослабляет процесс нейродегенерации в кчЧС и противодействует развитию нейровоспаления. При этом отмечается уменьшение количества агрегированного α-синуклеина и регрессия посттрансляционно модифицированного фосфорилированного по Ser129 α-синуклеина. Полученные данные свидетельствуют, что пролекарство, низкомолекулярный препарат U133, обладает значимым терапевтическим потенциалом при развитии Паркинсон-подобной патологии в пожилом возрасте. Результаты исследования имеют научно-практическую значимость для разработки инновационной технологии превентивной фармакотерапии БП на основе отечественного препарата U133.

ИЗМЕНЕНИЯ ВНЕКЛЕТОЧНО РЕГИСТРИРУЕМЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ ДЕЙСТВИЯ ИЗОЛИРОВАННОГО СЕРДЦА КРЫСЫ ПРИ РАЗВИТИИ СТРЕПТОЗОТОЦИНОВОГО ДИАБЕТА

2020-10-07T23:54:12+03:00

С использованием метода внеклеточной микроэлектродной регистрации (loose patch метод) были исследованы левые желудочки изолированных сердец контрольных крыс (n =7) и крыс, инъецированных стрептозотоцином в дозе 30-45 мг/кг массы тела (СТЗ крысы, n = 21).Через 4 недели после инъекции стрептозотоцина сахарный диабет развился у 3-х крыс (СТЗ-СД крысы, содержание случайной глюкозы в крови больше 11 мМ). Оставшиеся 18 крыс сохранили нормогликемичность (СТЗ-НГ; уровень случайной глюкозы в крови меньше 11 мМ). Было показано, что в сердцах как контрольных, так и СТЗ крыс регистрируются два типа внеклеточно регистрируемых потенциалов действия: сигналы, представленные одним или двумя негативными пиками (ПД1 и ПД2 соответственно). Временные характеристики ПД1 были сходны во всех исследованных группах животных. Однако время полуспада ПД2, регистрируемых от СТЗ-НГ и СТЗ-СД крыс, статистически значимо превышали аналогичные значения ПД2 контрольных животных. В 28% СТЗ-НГ и 67% СТЗ-СД сердец крыс дополнительно регистрировались аномальные потенциалы действия 3-го типа (ПД3). Их характерной особенностью была затянутая во времени и сложная негативная фаза, представляющая собой агломерат из трех-четырех пиков, и присутствие выраженной фазы следовой гиперполяризации. Появление ПД3 было связано с уменьшением числа регистрируемых ПД2 (с 80-85% до 55-60%). Встречаемость ПД1 оставалась постоянной (15-20%), вне зависимости от присутствия или отсутствия ПД3. Предположительно, наблюдаемые электрофизиологические изменения связаны с ремоделированием Т-системы вентрикулярных кардиомиоцитов СТЗ животных. Вне зависимости от справедливости данного предположения, представляется важным, что начало изменений в электрогенезе кардиомиоцитов фиксируется не только у СТЗ-СД крыс, но и у СТЗ-НГ животных с нормальным или умеренно повышенным уровнем глюкозы в крови, что соответствует стадии раннего предиабета.

ПРЕНАТАЛЬНАЯ ГИПОКСИЯ ПРИВОДИТ К НАРУШЕНИЮ ФОРМИРОВАНИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ ЭНТОРИНАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ КОРЫ МОЗГА КРЫС

2020-10-07T23:54:14+03:00

Пренатальная гипоксия нарушает формирование головного мозга, что приводит к развитию когнитивного дефицита в постнатальный период. Вероятные причины такого дефицита могут быть связаны с нарушением функционирования дорсального гиппокампа и областей новой коры, участвующих в его афферентации, в частности, энторинальной коры, проекционные нейроны которой иннервируют поле СА1. В задачи настоящего исследования входила оценка влияния пренатальной гипоксии на формирование нервной ткани энторинальной коры в раннем онтогенезе крыс, перенесших пренательную гипоксию на 14-й или 18-й дни эмбриогенеза. Путём прижизненного мечения 3’-этинил-5-дезоксиуридином нейробластов, образующихся у эмбрионов в момент действия гипоксии, было показано, что гипоксия нарушала образование и миграцию нейробластов в нижние (при гипоксии на 14-й день беременности) или верхние (при гипоксии на 18-й день) слои энторинальной коры в зависимости от срока гипоксического воздействия. Гипоксия на Е14, но не на Е18 приводила к снижению количества нейронов в энторинальной коре у крысят в первый месяц постнатального онтогенеза. Такое снижение свидетельствует об их гибели. Нарушение процесса нейрогенеза затрагивало образование проекционных пирамидных нейронов, но не влияло на популяцию тормозных интернейронов. Электронная микроскопия выявила патологические изменения нейронов энторинальной коры крысят на 20-е сутки после рождения (лизис органелл в цитоплазме либо гиперхроматоз). При гипоксии на 18-й день беременности изменений клеточного состава и гибели пирамидных нейронов в постнатальном онтогенезе у потомства не происходило. По-видимому, пренатальная гипоксия на Е14 приводит к нарушению радиальной миграции нейробластов в энторинальной коре, усилению элиминации проекционных нейронов в раннем постнатальном онтогенезе. Гибель проекционных нейронов энторинальной коры может приводить к нарушению афферентации нейронов гиппокампа. Избирательное действие пренатальной гипоксии на популяцию возбуждающих нейронов энторинальной коры мозга крыс может приводить к нарушению баланса процессов возбуждения и торможения в ходе дальнейшего развития.

ВОЗМОЖНЫЕ АНТИНОЦИЦЕПТИВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, ЗАПУСКАЕМЫЕ НАНОМОЛЯРНЫМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ УАБАИНА В ПЕРВИЧНЫХ СЕНСОРНЫХ НЕЙРОНАХ

2020-10-07T23:54:15+03:00

Исследованы ответы первичного сенсорного нейрона на воздействие субнаномолярных и наномолярных концентраций уабаина, которые соответствуют его эндогенным концентрациям (ЭУ). Методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) обнаружено, что воздействие ЭУ приводило к увеличению жесткости нейрона. Методом локальной фиксации потенциала установлено, что благодаря лиганд-рецепторному связыванию ЭУ с комплексом Na,K-ATФаза/Src происходит снижение величины эффективного заряда активационной воротной системы каналов Na_V1.8. Установлено также, что ЭУ-активируемый внутриклеточный каскад, в котором комплекс Na,K-ATФаза/Src выполняет функцию трансдуктора сигнала, приводит к снижению интенсивности флуоресценции антител к каналам Na_V1.8, что было выявлено с помощью метода конфокальной лазерной сканирующей микроскопии. Полученные результаты позволили высказать предположение о том, что ЭУ, запуская трансдукторную функцию комплекса Na,K-ATФаза/Src и соответствующий внутриклеточный сигнальный каскад, способен модулировать экспрессию гена SCN10A, продуцирующего каналы Na_V1.8, ответственные за кодирование ноцицептивных сигналов.

ВЛИЯНИЕ “АКЦЕНТИРОВАННОЙ ЭКСЦЕНТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ” НА ГИПЕРТРОФИЮ И АРХИТЕКТУРУ МЫШЦ

2020-10-07T23:54:16+03:00

Исследование посвящено сравнительному анализу результатов влияния «акцентированной эксцентрической тренировки» и традиционной силовой тренировки на гипертрофию и архитектуру латеральной широкой мышцы бедра (VL). Отличие выбранного протокола силового воздействия от протокола классической силовой тренировки, главным образом, заключалось в использовании супрамаксимальной величины отягощения в эксцентрической фазе движения, то есть величины, превышающий концентрический повторный максимум. При этом объемы тренировочных нагрузок между экспериментальными группами были уравнены. Испытуемые, представители силовых видов спорта, тренировались 2 раза в неделю на протяжении 13 недель. Морфологические и архитектурные параметры мышцы оценивались с помощью магнитно-резонансной томографии и ультросонографии. Результаты эксперимента показали, что наибольший прирост анатомической площади поперечного сечения (Anatomical Cross Sectional Area ACSA), объема мышцы, угла перистости и физиологической площади поперечного сечения (Physiological Cross Sectional Area, PCSA) VL были получены в группе, применявшей акцентированную эксцентрическую нагрузку. Данный эффект может быть связан с использованием более высокой интенсивности сокращения и, как следствие, большей механической нагрузки, которую испытывали мышцы, что привело к более выраженному адаптивному отклику. Кроме того, показано, что угол перистости и PCSA увеличились в большей степени, чем ACSA и объем мышцы. Наши данные убедительно указывают на тесную связь между углом перистости и мышечной гипертрофией. Увеличение данного параметра, обусловленное пространственными ограничениями в увеличивающейся мышце, может являться надежным показателем оценки степени гипертрофии мышц.

ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ИЗОФОРМ ГЕМОГЛОБИНА В ЭРИТРОЦИТАХ КРЫС

2020-10-07T23:54:17+03:00

С помощью фракционного центрифугирования эритроцитов периферической крови интактных крыс удается выделить шесть фракций клеток, отличающихся содержанием и соотношением разных изоформ гемоглобина. Распределение гемоглобина в эритроцитах характеризуется тем, что если в цельной крови определяется шесть изоформ белка, то в клетках каждой отдельной фракции только две. Эритроциты с изоформами меньшей молекулярной массы содержат меньший процент гемоглобинов с кислото- и щелочеустойчивыми свойствами.