Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова

Возможности и достижения использования наночастиц в медицине

Fri, 19 Sep 2025 00:00:00 +0300

Наночастицы (НЧ) – это частицы, размеры которых находятся в диапазоне от 1 до 100 нанометров (нм) хотя бы по одному измерению. Они могут состоять из металлов, оксидов, углеродных структур (например, фуллеренов, нанотрубок), полимеров или других органических и неорганических соединений. Они проявляют уникальные физические, химические и биологические свойства, обусловленные их высокой удельной поверхностью и реакционной способностью. В данном обзоре рассмотрены различные типы НЧ и их применение в медицинской визуализации (МРТ, КТ, УЗИ, ПЭТ), тканевой диагностике (биопсия, эндоскопия) и диагностике инфекционных, сердечно-сосудистых и желудочно-кишечных заболеваний. Проанализированы примеры использования НЧ для таргетной доставки лекарственных средств при онкологических, сердечно-сосудистых, инфекционных и аутоиммунных заболеваниях, а также заболеваниях почек.

Цель обзора — обобщить современные данные о применении НЧ различной природы в неинвазивной диагностике и таргетной терапии мультисистемных заболеваний, с акцентом на их многофункциональные свойства и потенциал интеграции в наномедицину.

Сигнальные механизмы кардиопротекции и направленная доставка кардиопротективных субстанций в миокард для предотвращения ишемического-реперфузионного повреждения

Sat, 18 Oct 2025 00:00:00 +0300

Основным фактором, определяющим прогноз после перенесенного острого коронарного синдрома, является объем необратимо поврежденной ткани сердца (или размер инфаркта). В экспериментальных исследованиях показано, что различные кардиопротективные вмешательства, выполненные в раннем реперфузионном периоде и включающие фармакологическое посткондиционирование, способны существенно уменьшать размер инфаркта. Попытки переноса этих данных в клиническую практику оказались неудачными, в т.ч. вследствие неоптимальных фармакокинетических параметров используемых препаратов, их низкой биодоступности или наличия серьезных побочных эффектов при системном введении. Для решения этих проблем в последние годы ведется разработка систем направленной доставки кардиопротекторов в зону ишемического-реперфузионного повреждения миокарда с помощью наноразмерных носителей. Связывание с наночастицами таких соединений, как аденозин, циклоспорин А, эритропоэтин, пиоглитазон и доноры газотрансмиттеров, позволяет добиться их преимущественного накопления в сердце с последующим контролируемым высвобождением. Экспериментальные исследования в области направленной доставки кардиопротекторов показывают более высокую инфаркт-лимитирующую эффективность связанных с наночастицами соединений. Для активной направленной доставки кардиопротекторов начинают использоваться платформы, содержащие специфические направляющие лиганды, а также группировки, чувствительные к локальным условиям среды и внешним воздействиям, например, ультразвуку. Наибольшее количество исследований, связанных с разработкой систем направленной доставки кардиопротекторов, касается доноров сероводорода и аденозина. Перспективы совершенствования систем направленной доставки связаны с активным таргетированием поврежденной ткани миокарда, в т.ч. путем использования биоподобных покрытий лекарственных наночастиц на основе мембран тромбоцитов и лейкоцитов.

Enterococcus faecium L-3 ослабляет тяжесть экспериментального аллергического энцефаломиелита у крыс, влияя на кишечную микробиоту, энтероциты и иммунные функции

Wed, 03 Sep 2025 00:00:00 +0300

В исследовании изучались механизмы модулирующего влияния пробиотического штамма Enterococcus faecium L-3 на течение экспериментального аллергического/аутоиммунного энцефаломиелита (ЭАЭ) у крыс – широко используемой модели рассеянного склероза. ЭАЭ индуцировали у самок крыс Wistar однократной подкожной инъекцией гомогената спинного мозга в полном адъюванте Фрейнда. После индукции ЭАЭ крысы были разделены на две группы, одна из которых получала E. faecium L-3 в дозе 5х8.0 lg КОЕ/мл со 2-го по 16-й день после индукции. Эффекты E. faecium L-3 оценивали по тяжести заболевания ЭАЭ, популяционному составу иммунных клеток, определенному методом проточной цитофлуориметрии, уровню цитокинов, измеренному с помощью ИФА и ОТ-ПЦР, таксономическому составу микробиома кишечника, установленному методом секвенирования гена 16S рРНК и ультраструктурным изменениям эпителия тонкой кишки, выявленным с помощью электронной микроскопии.

У крыс, получавших E. faecium L-3, наблюдалась задержка появления неврологических симптомов и снижение их тяжести по сравнению с группой без лечения. Введение E. faecium L-3 привело к значимым изменениям в составе микробиома кишечника в течение ЭАЭ. На пике заболевания у крыс, получавших пробиотик, наблюдалось более высокое содержание Bacteroidota и более низкое содержание Bacillota (Firmicutes) по сравнению с контрольной группой. Сдвиги в кишечном микробиоме сохранялись также в фазе выздоровления и были связаны с более полным выздоровлением. Введение пробиотика снижало уровень циркулирующего в крови провоспалительного цитокина MCP-1, при одновременном повышении уровня регуляторного цитокина TGF-β. Анализ ультраструктуры эпителия кишечника показал, что курсовое введение E. faecium L-3 уменьшает повреждение энтероцитов на пике заболевания и способствует восстановлению слизистой оболочки кишечника в фазу выздоровления. Полученные результаты позволяют заключить, что протективное действие E. faecium L-3 при ЭАЭ осуществляется локально за счет модуляции состава кишечного микробиома, стимуляции экспрессии IL-10 в мезентериальных лимфоузлах, поддержания и восстановления целостности энтероцитов в тонкой кишке, а также системно, иммунорегуляторными механизмами, опосредуемыми T-клетками, продуцирующими TGF-β. В целом полученные результаты показывали, что E. faecium L-3 может быть полезным дополнением к существующим методам лечения рассеянного склероза после подтверждения протективного эффекта в рандомизированных клинических исследованиях.

Влияние локального нагрева на регуляцию кожной микрогемодинамики у мышей с генетической моделью сахарного диабета 2-го типа

Sat, 20 Sep 2025 00:00:00 +0300

В работе исследованы параметры кожной микроциркуляции у контрольных мышей и мышей с генетической моделью сахарного диабета 2-го типа (СД2Т). У анестезированных изофлураном животных измеряли динамику кожной микроциркуляции на подушечке задней правой лапы методом лазерной допплеровской флоуметрии в покое и в ответ на локальный нагрев до 40 ^оС. Оценивали интегральный показатель микроциркуляции (ПМ) как усредненное за 15 мин значение ПМ в покое и при тепловой пробе. Проводили адаптивный спектральный вейвлет-анализ в четырех частотных интервалах: эндотелиальном (0.008 - 0.016 Гц), нейрогенном (0.016-0.05 Гц), миогенном (0.05 – 0.2 Гц) и ассоциированном с волнами Майера (0.2 – 1 Гц). Степень линейной статистической связи между спектральными компонентами кожной микрогемодинамики определяли по коэффициентам ранговой корреляции Спирмена. Локальный нагрев вызвал достоверное увеличение интегрального ПМ как для контрольных, так и для СД2Т животных относительно покоя. В контрольной группе в ответ на локальный нагрев достоверно увеличились нормированные амплитуды колебаний в миогенном и Майеровском интервалах, а в СД2Т группе - только в Майеровском интервале. В покое в СД2Т группе вклад миогенных колебаний в общую энергию колебаний был достоверно выше, а вклад Майеровских - достоверно ниже относительно контроля. У СД2Т животных локальный нагрев достоверно снижал в 1.1 раз количество статистически значимых внутренних связей между спектральными компонентами колебаний микроциркуляторного кровотока и в 1.2 раза - их силу, в то время как в контрольной группе тепловая проба, напротив, приводила к увеличению обоих этих параметров в 1.4 и 1.3 раза соответственно. Полученные результаты показывают, что мыши с генетической моделью СД2Т могут быть успешно использованы для анализа ритмических компонент периферической кожной микрогемодинамики под действием различных стимулов.

Отражает ли височная волна P2 в потенциалах, связанных с событиями, процесс сравнения зрительной информации со следом рабочей памяти?

Sat, 27 Sep 2025 00:00:00 +0300

Целью данной работы было выявить особенности обработки информации мозгом на ранних этапах перцепции в условиях решения задачи на совпадение/несовпадение зрительных стимулов. С этой целью зрительные стимулы – изображения (I) и соответствующие им слова (W) - предъявлялись в тесте в виде пар сравнения, каждая пара состояла из двух последовательно предъявляемых стимулов. Эти два стимула участнику исследования следовало сравнить между собой и дать двигательный ответ. В 50% случаев стимулы в паре совпадали между собой, а в 50% не совпадали. Было проанализировано три теста (II, IW, WI). ЭЭГ регистрировалась от 31 отведения у 84 здоровых взрослых испытуемых в процессе выполнения тестов. Представлены результаты анализа потенциалов, связанных с событиями (ПСС). Показано, что новое изображение в паре сравнения II вызывало увеличение P2, генерируемой в отведениях P7, P8, в то время как повторение стимула вызывало уменьшение P2 по сравнению с первым предъявлением стимула-изображения во всех тестах. Предполагается, что наблюдаемое увеличение P2 отражает процессы, протекающие в нейронных сетях при выявлении рассогласования предъявляемого изображения с образом объекта, хранящимся в рабочей памяти.

Взаимосвязь устойчивости вертикальной позы с подвижностью стоп и тактильной чувствительностью подошвы у гимнасток

Андрей Александрович Мельников , Савелий Дмитриевич Шипунов — Sat, 27 Sep 2025 00:00:00 +0300

В статье исследована взаимосвязь постуральной устойчивости с подвижностью стопы и тактильной чувствительностью подошвы у спортсменок, занимающихся художественной и эстетической гимнастикой (n = 16), и не гимнасток (n = 16). Устойчивость вертикальной позы оценивали в стойках на стабилоплатформе (Stp) и подвижной по сагиттали и фронтали пресс-папье (SS) с открытыми (ЕO) и закрытыми глазами (EC); максимальные амплитуды плантарного сгибания (PF) и дорсального разгибания стоп регистрировали на видео и анализировались в приложении Kinovea; порог тактильной чувствительности подошвы определяли с помощью монофиламентов Semmes-Weinstein. Линейные скорости колебаний центра давления (LV) в стойке на Stp с EO и EC у гимнасток были повышены, а в стойке на SS подвижной по сагиттали c EO – снижены. Амплитуды PF обеих стоп у гимнасток были повышены (р < 0.001) и положительно коррелировали (r = 0.39 – 0.46, p < 0.05 – 0.01) с LV в стойке на Stp. Средние пороги тактильной чувствительности обеих подошв у гимнасток были снижены (р < 0.05 – 0.01) за счет головки пятой плюсневой кости, средней и пяточной частей стоп и положительно коррелировали (r = 0.36 – 0.72, p < 0.05 – 0.01) с LV в стойках на SS с EO. Тактильная чувствительность оставалась независимо от PF связана со степенью прироста площади и скорости колебаний тела на SS-EO относительно Stp-EO. Таким образом, повышенные скорости колебаний тела в привычных тестах на устойчивой опоре у гимнасток, отражающие высокое напряжение регуляции позы, связаны с гипермобильностью голеностопного сустава, что, вероятно, обусловлено сниженной проприоцептивной чувствительностью несократительных структур голеностопа во время обычных колебаний тела. Напротив, высокая тактильная чувствительность подошвы, а также эффективность использования зрительной информации для постурального контроля обеспечивают высокую устойчивость позы в стойках на подвижных опорах у гимнасток.

Гендерные различия скоростно-силовых возможностей конькобежцев и велосипедистов высокого класса, а также физически активных людей в односуставных и многосуставных движениях

Wed, 01 Oct 2025 00:00:00 +0300

Основной целью работы являлось определение гендерных различий скоростно-силовых возможностей спортсменов, специализирующихся в скоростном беге на коньках и велосипедном спорте BMX (дисциплина BMX Bicycle Moto Cross), а также физически активных людей, не занимающихся регулярными физическими нагрузками. В задачи исследования входила оценка технических возможностей экспериментального образца контактной светодиодной дорожки (ЭОКСД), предназначенной для проведения тестирования спортсменов с выполнением прыжковых тестов. В исследовании приняли участие спортсмены сборных команд России по скоростному бегу на коньках и велосипедному спорту, а также физически активные добровольцы. Среди конькобежцев было 4 мужчин и 8 женщин. Велосипедисты были представлены 6 мужчинами и 7 женщинами. Среди испытателей-добровольцев было две группы: мужская (10 человек) и женская (9 человек). В ходе проведения исследования спортсмены и испытатели выполняли два вида тестовых упражнений: разгибание нижней конечности в коленном суставе (односуставное движение) на изокинетическом динамометре и прыжковые тесты (многосуставное движение). Кроме скоростно-силовых показателей регистрировали электромиографическую активность mm. vastus lateralis, vastus medialis, rectus femoris. Максимальную произвольную силу при выполнении многосуставных движений определяли в серии прыжковых тестов: прыжок из приседа; прыжок с подседом; прыжок с подседом и с махом руками. Результаты исследования позволили оценить гендерные различия при выполнении одно- и многосуставных движений в тестах, направленных на оценку скоростно-силовых проявлений мышц нижних конечностей у представителей конькобежного и велосипедного спорта, а также у людей, не занимающихся регулярными физическими нагрузками. Показано, что величина максимальной высоты прыжка в группе спортсменов в гораздо большей степени зависит от уровня тренированности конкретного спортсмена, а не от принадлежности к мужскому или женскому полу. С точки зрения половой принадлежности между мужчинами-спортсменами и женщинами-спортсменами существенной разницы по максимальной высоте прыжка, как и в группе испытуемых-добровольцев, между мужчинами и женщинами не наблюдалось. Выявленные различия между представителями разных видов спорта мы связываем с особенностями тренировочных и соревновательных нагрузок, особенностями техники исполнения соревновательных упражнений. Использование предложенной нами методики с применением в тестировании экспериментального образца контактной светодиодной дорожки и изокинетического динамометра в практике тренировочного процесса может выявить «сильные» и «слабые» стороны спортсменов при оценке функционального состояния опорно-двигательного аппарата нижних конечностей и вносить необходимые корректировки в тренировочные упражнения.

Влияние эмпаглифлозина на функциональное состояние сосудов микроциркуляторного русла кожи крыс Wistar с дисфункцией почек

Thu, 09 Oct 2025 00:00:00 +0300

Цель исследования – проверить гипотезу о возможном протективном действии эмпаглифлозина, блокатора SGLT2, на функциональное состояние микрососудов кожи крыс на модели ранней стадии хронической болезни почек (ХБП). У крыс НЭ-группы (n = 10) дисфункцию почек создавали путем сочетания ¾ нефрэктомии и высокосолевой диетической нагрузки (4% NaCl), животные ЭМПА-группы (n = 10) после моделирования ХБП получали 1 мг/кг эмпаглифлозина, крысы ЛО-группы (n = 10), были подвергнуты ложной операции и получали стандартный рацион с нормальным содержанием соли. Методом лазерной допплеровской флоуметрии оценивали показатели базовой микроциркуляции в коже и их изменение при действии ацетилхолина (АХ) и нитропруссида натрия (НП), проводили Вейвлет-анализ для расчета тонуса микрососудов кожи. Показано, что ЭМПА при ХБП не оказывал влияния на уровень артериального давления, уремии, средний показатель микроциркуляции кожи. При этом ЭМПА предупреждал характерное для нефрэктомии повышение тонуса микрососудов в эндотелиальном, нейрогенном и миогенном диапазонах. Ионофорез АХ увеличил показатель микроциркуляции на 59.4 ± 4.4 % у ЭМПА-группы, на 38.0 ± 8.3% у НЭ-группы и на 60.6 ± 5.7% у ЛО-группы, а НП – на 53.0 ± 3.5%, 36.4 ± 6.0% и 68.5 ± 8.7% соответственно. Таким образом, ЭМПА препятствовал усилению тонических влияний на микрососуды кожи крыс в исследуемых диапазонах и предотвращал развитие эндотелиальной дисфункции микрососудов этих животных на модели ранней дисфункции почек, сохраняя реактивность сосудов микроциркуляторного русла кожи на вазодилататорные агенты на уровне контрольных животных.

Влияние липополисахарида на уровень цитокинов в крови у крыс в условиях хронического непредсказуемого мягкого стресса разной длительности

Fri, 03 Oct 2025 00:00:00 +0300

В последние годы внимание исследователей привлекает роль иммунной системы в реализации стресс-ответа. Хронический стресс часто ассоциируется с нарушением цитокинового баланса и формированием персистирующего воспалительного ответа. Целью настоящего исследования явилось изучение влияния липополисахарида (ЛПС) на уровень цитокинов в крови у крыс, подвергнутых хроническому непредсказуемому мягкому стрессу (ХНМС). Эксперимент проведён на 90 самцах крыс Вистар. Животные подвергались ХНМС продолжительностью от 1 до 4 недель с предварительным введением ЛПС или физиологического раствора. Концентрацию ФНО-α, ИЛ-4 и ИЛ-10 в сыворотке крови крыс определяли методом иммуноферментного анализа. Установлено, что после 1-й недели моделирования ХНМС у животных, получавших предварительную инъекцию ЛПС, наблюдалось статистически значимое повышение уровня ИЛ-10 и ФНО-α, тогда как изолированное воздействие ХНМС не сопровождалось изменениями исследуемых цитокинов. После 2 недель стрессорных нагрузок отмечалось увеличение уровня ИЛ-10 и ФНО-α как при изолированном воздействии ХНМС, так и в условиях предварительной антигенной стимуляции. После 3 недель отрицательных эмоциогенных нагрузок повышение уровня ФНО-α отмечалось только при изолированном воздействии ХНМС. После 4 недель воздействия стрессоров статистически значимых изменений уровня ИЛ-4, ИЛ-10 и ФНО-α ни в одной из экспериментальных групп по сравнению с интактными крысами не наблюдалось. Таким образом, предварительное введение ЛПС приводит к активации иммунных реакций на ранних этапах моделирования ХНМС, тогда как в более поздние сроки предварительное антигенное воздействие не оказывает влияния на стресс-индуцированные изменения концентрации исследуемых цитокинов. Полученные данные перспективны в аспекте разработки новых методов и подходов к предупреждению или коррекции иммунозависимых стресс-индуцированных расстройств.

Влияние сорбентной композиции из оксида алюминия и полидиметилсилоксана на экспрессию LYVE-1 и HIF-1α в головном мозге мышей db/db

Sat, 18 Oct 2025 00:00:00 +0300

Дисбаланс обмена веществ при сахарном диабете – основная причина сосудистых осложнений, приводящих к развитию гипоксии, которая является одним из факторов патогенеза нейродегенеративных заболеваний и диабетической энцефалопатии. Важным звеном в развитии этой патологии рассматриваются нарушения во взаимоотношениях мозг - кишечник. В этой связи корректировка работы кишечника при пероральном применении сорбента может влиять на функциональное состояние мозга и развитие нейродегенерации. Целью исследования было выявить влияние сорбентной композиции из оксида алюминия и полидиметилсилоксана (Al₂O₃@ПДМС) на морфофункциональное состояние пространств Вирхова-Робина и уровень экспрессии рецептора гиалуроновой кислоты LYVE-1, являющихся показателями состояния глимфатической системы, а также на экспрессию HIF-1, как одного из показателей развития гипоксии, в мозге мышей db/db - генетической модели сахарного диабета 2-го типа. Сорбент (0.665 г/кг в 200 мкл дистиллированной воды) вводили 14-недельным самкам мышей db/db через внутрижелудочный зонд 1 раз в день в течение 7 суток. Группами сравнения служили самки плацебо (внутрижелудочно 200 мкл воды ежедневно в течение 7 суток) и интактные животные. Иммуногистохимическое выявление LYVE-1 и HIF-1α проводили с помощью непрямого авидин-биотинового пероксидазного метода. Установлено, что интрагастральное введение Al₂O₃@ПДМС приводило к уменьшению отека пространств Вирхова-Робина в глимфатической системе мозга вокруг пре- и посткапиллярных микрососудов, к снижению относительных площадей экспрессии рецептора LYVE-1 (по сравнению с контролем) и индуцируемого гипоксией транскрипционного фактора HIF-1α в клетках мозга (по сравнению с плацебо). Таким образом, пероральное применение сорбента Al₂O₃@ПДМС оказывает антигипоксический эффект на клетки мозга мышей db/db, судя по снижению экспрессии HIF-1α, и способствует нормализации жидкостного гомеостаза в мозге, о чем свидетельствует сужение пространств Вирхова-Робина вокруг пре- и посткапиллярных микрососудов и истощение LYVE-1-положительных периваскулярных макрофагов.

Влияние интерлейкина-6 на индукцию и развитие долговременной потенциации в переживающих срезах гиппокампа крыс

Ирина Владимировна Кудряшова — Wed, 22 Oct 2025 00:00:00 +0300

В поле СА1 переживающих срезов гиппокампа крыс исследовали влияние повышенного содержания интерлейкина-6 (IL-6) на индукцию и динамику развития посттетанических модификаций в ответ на высокочастотного раздражения коллатералей Шаффера. С этой целью введение препарата в перфузионный раствор начинали за 10 мин до высокочастотного раздражения коллатералей Шаффера. Чтобы ограничить прямое влияние IL-6 на механизмы поддержания долговременной потенциации (ДП), подачу препарата прекращали через 15 мин после тетанизации. Увеличение вероятности долговременной депрессии при низкой вероятности индукции ДП свидетельствует о влиянии IL-6 на метапластичность синапсов. Обнаружено также, что IL-6 подавляет кратковременную посттетаническую потенциацию, что предполагает возможность нарушения механизмов пресинаптической пластичности. При этом дефицит ранней ДП не препятствовал развитию потенциации после отмывания препарата. Полученные данные не дают основания полагать, что в условиях повышенного содержании IL-6 нарушаются механизмы консолидации и поддержания ДП. Предполагается, что при повышенном содержании IL-6 нарушается его участие в регуляции баланса гомеостатической и долговременной пластичности.

Памяти академика РАН Людмилы Николаевны Ивановой

Thu, 22 Jan 2026 00:00:00 +0300

Некролог и краткие воспоминания сотрудников Института цитологии и генетики СО РАН о Людмиле Николаевне Ивановой, которая ушла из жизни 12 января 2026 года.