Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова

БЕЛКИ ТЕПЛОВОГО ШОКА ПРИ КОНФОРМАЦИОННЫХ БОЛЕЗНЯХ МОЗГА

2019-12-11T15:22:09+03:00

Во всем мире отмечается неуклонный рост числа фатальных хронических нейродегенеративных заболеваний, к которым относятся болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, хорея Гентингтона, амиотрофический латеральный склероз и др. Эти заболевания относят к конформационным болезням мозга, поскольку в основе патогенеза болезней этого типа лежит нарушение трехмерной пространственной укладки определенных нейрональных белковых молекул, что сопровождается изменением конформации белков, образованием в пораженных клетках токсичных олигомеров и нерастворимых белковых агрегатов. Для поддержания протеостаза и предотвращения накопления потенциально токсичных белковых агрегатов клетки используют взаимосвязанные молекулярные сети. В настоящем обзоре представлены современные данные об организации протеостазной сети, которая включает механизмы, контролирующие биогенез, фолдинг и рефолдинг, транспортировку, дезагрегацию и деградацию белков. Основное внимание уделено белкам теплового шока семейства HSP70 и малым шаперонам sHSPs, выступающим в качестве центральных координаторов протеостазной сети. Описаны клинико-морфологические проявления и патогенетические механизмы развития наиболее распространенных конформационных болезней мозга и представлены последние данные о ключевой роли шаперонов HSP70 и sHSPs в защите клеток от последствий неправильного фолдинга и агрегации белка. Рассмотрены основные достижения доклинических исследований известных на сегодняшний день фармакологических индукторов белков теплового шока в нейропротективной терапии конформационных болезней мозга.

РОЛЬ АУТОФАГИИ ПРИ ИНФЕКЦИЯХ

2019-12-11T15:22:12+03:00

Процесс аутофагии относят к нормальным физиологическим процессам в организме, направленным на регуляцию размеров клеточных популяций за счет поддержания баланса между выживанием и гибелью клеток. Аутофагия позволяет клетке утилизировать отдельные поврежденные молекулы и целые органоиды, выживать и обновляться в условиях стресса или голодания. Аутофагия привлекает особое внимание в связи с гомеостатическими функциями и важной ролью, которую играет этот процесс в антимикробной защите организма. При бактериальных и вирусных инфекциях развитие аутофагии часто индуцируется как способ защиты организма хозяина или механизм стратегии выживания патогена. В последние годы опубликованы результаты экспериментальных исследований, свидетельствующие о важной роли аутофагии в регуляции иммунной защиты организма. Аутофагия в качестве одного из факторов антимикробного иммунитета может способствовать очищению организма от возбудителей и в то же время обеспечивает кросс-презентацию микробных антигенов для индукции противомикробного иммунного ответа. Наряду с этим установлено, что многие патогены в процессе эволюции приобрели факторы вирулентности, способные вмешиваться в процесс аутофагии, извращая ее исходно защитную роль и снижая антимикробную защиту организма.

РОЛЬ ГУАНИЛАТЦИКЛАЗНОЙ СИСТЕМЫ В РЕАЛИЗАЦИИ ОСМОРЕГУЛИРУЮЩЕЙ ФУНКЦИИ ПОЧЕК У КРЫС С РАЗЛИЧНЫМ УРОВНЕМ ВАЗОПРЕССИНА В КРОВИ

2019-12-11T15:22:08+03:00

Исследовано влияние гуанилатциклазной системы на осморегулирующую функцию почек в экспериментах на интактных и на гидратированных крысах линии WAG, а также на вазопрессин-дефицитных крысах линии Brattleboro. Установлено, что в условиях активации гуанилатциклазной системы направленность изменений натрийуретической функции почек зависит от уровня вазопрессина в крови. У крыс WAG с нормальным уровнем вазопрессина в крови активация гуанилатциклазного каскада как в условиях стимуляции синтеза NO экзогенным донором нитропруссидом натрия (НПН), так и при устранении деградации cGMP силденафилом сопровождалась антинатрийуретической реакцией без существенных изменений параметров гидруреза. В то же время у крыс Brattleboro и у гидратированных крыс WAG в условиях применения экзогенного донора NO был выявлен натрийурез. Введение сильденафила цитрата крысам Brattleboro, лишённым вазопрессина, сопровождалось иной реакцией — натрийурезом и развитием антидиуретической реакции, в то время как у гидратированных особей WAG был выявлен антидиурез без значимых изменений показателей натрийуретической функции почек. Обсуждаются возможные механизмы, лежащие в основе взаимодействия гуанилатциклазной и аденилатциклазной сигнальных систем, реализующих эффекты вазопрессина и NO на транспорт воды и натрия.

ИНГИБИРОВАНИЕ ГИПЕРПРОДУКЦИИ ОКСИДА АЗОТА В УСЛОВИЯХ ПРОГРЕССИВНО НАРАСТАЮЩЕЙ ГИПОКСИИ НА ФОНЕ ДЕЙСТВИЯ ИЛ-1β СНИЖАЕТ ВЫЖИВАЕМОСТЬ КРЫС ПОСЛЕ ОСТРОЙ ГИПОКСИИ

2019-12-11T15:22:10+03:00

На наркотизированных крысах линии Вистар оценивали роль оксида азота (NO) в реализации компенсаторных реакций организма на нарастающую острую нормобарическую гипоксию при повышенном уровне провоспалительного цитокина интерлейкина 1бета (ИЛ-1β). Прогрессивное нарастание гипоксии от нормоксии до апноэ создавали использованием экспериментальной модели «возвратного дыхания». Было установлено, что блокада NO неселективным ингибитором NO-синтазы L-NAME угнетает компенсаторное увеличение легочной вентиляции на нарастающую гипоксическую гипоксию в большей степени, чем при дискретном повышении уровня ИЛ-1β, что могло явиться следствием снижения активности периферической хеморецепции. Полученное в настоящем исследовании снижение артериального давления при действии ИЛ-1β в нормоксических условиях и его повышение до контрольных значений при ингибировании NO-синтазы сопровождаются изменениями показателей внешнего дыхания и насыщения артериальной крови кислородом, что свидетельствует о роли NO в формировании интегративных реакций дыхательной и сердечно-сосудистой систем при патологии и экстремальных состояниях. У крыс с блокадой NO уровень сатурации при острой гипоксии не снижался, а превышал значения как в контроле, так и при действии ИЛ-1β. Такая реакция могла явиться следствием гипоксического гипометаболизма (снижение интенсивности обмена), который характеризуется уменьшением скорости потребления кислорода в результате резкого падения напряжения О₂ в артериальной крови. Также установлено, что ингибирование гиперпродукции NO в условиях прогрессивно нарастающей гипоксии на фоне действия ИЛ-1β снижает спонтанное восстановление инспираторной активности и процент выживаемости крыс в постгипоксический период.Таким образом, анализ результатов свидетельствует об участии оксида азота в механизмах влияния провоспалительного цитокина ИЛ-1β на резистентность организма крыс к нарастающей острой нормобарической гипоксии.

РОЛЬ ИНДУЦИБЕЛЬНОЙ NO-СИНТАЗЫ В РАЗВИТИИ ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ГИПЕРЕМИИ ПОСЛЕ ИШЕМИИ/РЕПЕРФУЗИИ

2019-12-11T15:22:14+03:00

Цель работы заключалась в изучении роли iNOS в регуляции тонуса пиальных артериальных сосудов и тканевой перфузии в постишемическом периоде в первые 7 дней после ишемии/реперфузии (И/Р).Эксперименты проведены на крысах Вистар (n=33). Ишемию головного мозга моделировали пережатием двух сонных артерий и снижением и строгим поддержанием среднего артериального давления на уровне 45±2 мм рт. ст. на 12 мин. Визуализацию пиальных сосудов и регистрацию изменения их диаметров проводили методом прижизненной микроскопии. Исследовались реакции на воздействие селективного ингибитора iNOS аминогуанидина (AG) и неселективного ингибитора NO-синтаз L-NAME. Одновременно у тех же животных определяли тканевую перфузию и гематокрит. Эксперименты проведены на 5 отдельных группах крыс: интактные (контроль) и 1 ч, 1, 3, 7 суток после И/Р.

Показано, что максимальное (в 1,6 раза) повышение тканевой перфузии отмечено через 1 ч после И/Р, через 1 сутки значение тканевой перфузии вернулось к уровню контроля. Через 1 ч после И/Р увеличивался тканевой гематокрит и достигал максимума к 3-им суткам (на 40%). К 7-ым суткам гематокрит оставался примерно на 20% выше, чем в контроле. У контрольных крыс L-NAME уменьшал диаметр сосудов в среднем на 10-14%, а AG не приводил к значимым изменениям диаметра. Влияние AG на сосуды отмечалось только в период от 1 до 3 суток после И/Р. В это время реакции на AG практически не отличались от реакций на L-NAME. На 7-е сутки реакции пиальных артерий на AG и L-NAME уменьшились до уровня контроля.

Заключается, что в возникновении гиперемии головного мозга в период первых 7 суток после И/Р значительную роль играет дилатация пиальных артериальных сосудов, вызванная избыточным количеством NO, продуцируемым iNOS.

ЙОДСОДЕРЖАЩИЕ ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ И ЗАЩИТНЫЙ ЭФФЕКТ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ ПРИ СТРЕССЕ

2019-12-11T15:22:15+03:00

Известны функциональная связь гипоталамо-гипофизарно-адреналовой и тиреоидной систем и защитный эффект гормонов их эффекторного звена при стрессе. Однако их взаимодействие в этих условиях не исследовано. Цель работы -установить значение йодсодержащих тиреоидных гормонов для реализации стресс-протекторного эффекта гидрокортизона при эмоциональном стрессе. Эксперименты были выполнены на 300 белых беспородных крысах-самцах массой 220–240 г. Стресс создавали путем «дефицита времени». Тиреоидный статус изменяли путем введения тиреостатика мерказолила (внутрижелудочно, 25 мг/кг, 20 дней), снижающего уровень йодсодержащих тиреоидных гормонов в крови, или L-тироксина в малых дозах (таким же образом, 1,5-3 мкг/кг, 28 дней). Гидрокортизон (внутрибрюшинно 50 мг/кг) вводили за 1 ч до формирования состояния стресса. Интенсивность стресс-реакции исследовали по: 1) изменению относительной массы надпочечников, тимуса и селезенки; 2) уровню кортикостероидов и инсулина в крови; 3) поражению слизистой оболочки желудка через 1 ч после стресса. Результаты обработаны непараметрическими методами с использованием U-критерия Манна-Уитни, Statistica 10.0. Найдено, что малые дозы L-тироксина ограничивают изменения относительной массы стресс-сенситивных органов, содержания кортикостероидов и инсулина в крови, повреждение слизистой оболочки желудка при стрессе. Гидрокортизон лимитирует вызванные стрессом сдвиги относительной массы надпочечников и тимуса, предупреждает падение концентрации инсулина в крови и оказывает гастропротективный эффект при стрессе. Экспериментальный гипотиреоз достоверно снижает выраженность защитного действия гидрокортизона при стрессе. Вывод: для осуществления стресс-протекторного эффекта гидрокортизона необходимы йодсодержащие гормоны щитовидной железы.

СТРУКТУРОСПЕЦИФИЧНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ МОНОАМИНОВ В МОЗГЕ ПРИ ОСТРОМ СТРЕССЕ, ВЫЗВАННОМ ОДНОКРАТНЫМ ВВЕДЕНИЕМ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО РАСТВОРА

2019-12-11T15:22:16+03:00

Внутрибрюшинное (в.б.) введение является широко применяемым способом системной доставки фармакологически активных веществ в экспериментальной нейрофизиологии. Этот способ введения подразумевает кратковременную иммобилизацию животного, а также сопровождается болевыми ощущениями, следовательно, выступает в качестве стрессора. В настоящем исследовании была проведена оценка нейрохимических и гормональных изменений, вызванных однократным в.б. введением физиологического раствора грызунам. Было показано, что в.б. введение физиологического раствора приводит к увеличению секреции кортикостерона у мышей линии С57Bl/6N, что подтверждало стрессогенность процедуры. У мышей этой линии в.б. введение физиологического раствора сопровождалось увеличением оборота дофамина во фронтальной коре, гиппокампе и хвостатом ядре, а также снижением норадреналина в гиппокампе и гипоталамусе; у крыс Вистар - увеличением соотношения между общим содержанием метаболитов дофамина и общим тканевым содержанием дофамина. Наблюдаемое у грызунов усиление активности дофаминергической системы после в.б. введения может оказывать влияние на когнитивные функции и работу системы вознаграждения мозга. Обнаруженный нейрохимический феномен должен приниматься во внимание при планировании экспериментальных исследований, использующих в.б. способ введения препаратов и направленных на изучение процессов обучения, памяти, внимания и подкрепления.

МЕХАНИЗМЫ ПОДДЕРЖАНИЯ ЭКСПРЕССИИ МЕДЛЕННОГО МИОЗИНА В ВОЛОКНАХ ПОСТУРАЛЬНОЙ МЫШЦЫ ПРИ СТИМУЛЯЦИИ ОПОРНЫХ АФФЕРЕНТОВ НА ФОНЕ ГРАВИТАЦИОННОЙ РАЗГРУЗКИ

2019-12-11T15:22:18+03:00

Цель работы состояла в исследовании роли опорной афферентации в поддержании функционирования сигнальных механизмов, обеспечивающих экспрессию генов, характерных для «медленного» окислительного типа волокон при функциональной разгрузке постуральной камбаловидной мышцы. Для анализа эффектов опоры применялась механическая опорная стимуляция. Самцы крыс Вистар были разделены на шесть групп по 8 животных в каждой: две группы виварного контроля (C), группы, подвергнутые разгрузке задних конечностей на протяжении 1 суток (1HS) и 3 суток (3HS), и группы разгрузки, сопровождавшейся опорной стимуляцией 1HS+МСО; 3HS+МСО. Животные из групп опорной стимуляции в течение 4-х ч в сутки на протяжении эксперимента получали опорную стимуляцию стоп по схеме, имитирующей нормальную ходьбу животного. В группе с опорной стимуляцией в сравнении с группой чистого вывешивания уже на первые сутки было предотвращено снижение экспрессии мРНК «медленной» изоформы ТЦМ I, а также мРНК гена myh7b, являющегося блокатором транскрипционных репрессоров генов «медленного» фенотипа скелетной мышцы. После третьих суток эксперимента экспрессия медленной изоформы ТЦМ и мРНК гена myh7b в группе с опорной стимуляцией достоверно превышала значения экспрессии в группе 3HS, экспрессия транскрипционного репрессора SOX6, достоверно повышенная в группе чистого вывешивания, в группе 3HS+МСО не отличалась от контроля. Таким образом, механическая стимуляция опорных зон стопы предотвращает инактивацию сигнального пути ТЦМ I/myh7b/SOX6 при гравитационной разгрузке, способствуя предотвращению трансформации миозинового фенотипа в «быструю» сторону.

РАЗЛИЧИЕ ВЛИЯНИЯ ЛИПОПОЛИСАХАРИДА E. COLI, ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ И ЭТОМОКСИРА НА ЭКСПРЕССИЮ БЕЛКА ADRP В ЭПИТЕЛИАЛЬНЫХ КЛЕТКАХ

2019-12-11T15:22:20+03:00

Нейтральные липиды внутри клетки депонируются в липидных тельцах - особых клеточных органеллах, представляющих собой окруженное монослоем фосфолипидов ядро из триацилглицеринов (ТАГ) и эфиров холестерина и играющих центральную роль в клеточном метаболизме липидов. Биогенез липидных телец и расходование запасаемых липидов контролируется белками семейства РАТ, которые экспрессируются на поверхности липидных телец, обеспечивают их взаимодействие с митохондриями и регулируют метаболизм содержащихся в них липидов за счет сопряжения с липазами. Представитель семейства РАТ белок ADRP (adipose differentiation-related protein) является основным в количественном отношении белком поверхности липидных телец, экспрессирующимся во многих типах клеток. Задача данной работы состояла в исследовании участия ADRP в формировании липидных телец и внутриклеточной аккумуляции ТАГ при действии различных стимулов – липолисахарида (ЛПС), экзогенной олеиновой кислоты и этомоксира, ингибитора карнитин-пальмитоилтрансферазы 1. Объектом работы являлись эпителиальные клетки, выделенные с мукозной поверхности мочевого пузыря лягушки. Инкубация клеток в течение 21 ч с ЛПС E.coli (25 мкг/мл), олеиновой кислотой (50 мкМ) и этомоксиром (100 мкМ) приводила к значительному росту числа и размеров липидных телец и увеличению внутриклеточного накопления ТАГ. Несмотря на то, что все использованные вещества эффективно стимулировали рост липидных телец, только инкубация с ЛПС сопровождалась резким увеличением экспрессии белка ADRP, тогда как в присутствии этомоксира или олеиновой кислоты экспрессия данного белка не изменялась. Обнаруженные различия свидетельствуют о том, что молекулярные механизмы, лежащие в основе формирования липидных телец и аккумуляции ТАГ при действии разных стимулов в одном и том же типе клеток, могут различаться в отношении участия белков, экспрессирующихся на поверхности липидных телец.

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕЖКОНЕЧНОСТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ У ЧЕЛОВЕКА ПРИ НЕИНВАЗИВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ СПИННОГО МОЗГА

2019-12-11T15:22:21+03:00

Исследовали влияние активации спинальных локомоторных центров на шейном и поясничном уровнях на межконечностные синергии у человека. Испытуемые находились в биомеханическом тренажере в положении полулежа и выполняли произвольные ритмические движения ног, двигая каретки шагательного устройства тренажера, или произвольные движения рук, двигая рычаги тренажера, либо осуществляли одновременное движение рук и ног. В состоянии покоя последовательная чрескожная стимуляция спинного мозга на трех уровнях (положения катодов между С4-С5, T12-L1, L1-L2 позвонками) у большинства испытуемых не вызывала движений ног, однако, при выполнении движений рук в сочетании со стимуляцией инициировались небольшие по амплитуде (до 10 угл. град.) движения во всех суставах ног. Стимуляция спинного мозга и одновременные движения рук вызывали облегчение выполнения произвольных движений ног, что проявлялось в увеличении интегральной характеристики электрической активности мышц и в увеличении амплитуды движений в тазобедренных суставах. Полученные результаты могут быть использованы для разработки метода нейрореабилитации для больных с нарушением двигательных функций.