


Том 109, № 8 (2023)
ОБЗОРНЫЕ И ПРОБЛЕМНЫЕ СТАТЬИ
Механосенсорные структуры в системе механотрансдукции мышечного волокна
Аннотация
Способность скелетных мышц воспринимать механические стимулы и реагировать на них путем изменения внутриклеточных электрохимических и биохимических процессов (механотрансдукция) имеет важнейшее значение для регуляции физиологических процессов в мышечных волокнах. В настоящем обзоре представлена характеристика основных сарколеммальных, саркомерных и цитоскелетных механочувствительных структур, а также проанализированы механо-зависимые сигнальные пути и механизмы, участвующие в регуляции экспрессии генов, а также процессах синтеза и распада белка. В заключительной части обзора сформулированы специфические вопросы в области механотрансдукции скелетных мышц, требующие разрешения в дальнейших исследованиях. Понимание особенностей механотрансдукции в скелетных мышцах необходимо для разработки эффективных средств, направленных на лечение мышечных дистрофий, саркопении, а также профилактики мышечной атрофии, вызванной гипокинезией.



Роль метаболитов триптофанового обмена и короткоцепочечных жирных кислот в патогенезе аутоиммунных заболеваний
Аннотация
С каждым годом распространенность аутоиммунных заболеваний в мире неуклонно растет. Этиология и патогенез аутоиммунных заболеваний крайне сложные и во многом остаются неясными. Тем не менее, все больше данных исследований последних лет указывает на критическую роль микроорганизмов в формировании нормального иммунного ответа и аутоиммунных реакций в организме хозяина. При этом одна из ведущих ролей отводится кишечной микробиоте, представленной триллионами микробов, образующих широкий спектр сигнальных и иммуннорегуляторных метаболитов. Формируя сложную взаимозависимую систему “хозяин–микробиота”, симбиотические бактерии во многом определяют развитие и функционирование иммунных клеток человека. В настоящем обзоре мы рассматриваем роль кишечной микробиоты и ее ключевых метаболитов (а именно короткоцепочечных жирных кислот и метаболитов триптофана) в патогенезе аутоиммунных заболеваний и обсуждаем возможные механизмы влияния обозначенных сигнальных молекул на иммунные клетки хозяина.



ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
5-HT2-рецепторы и 5-ГИУК – терапевтические мишени оценки тяжести, прогрессирования и эффективности лечения у неполовозрелых самцов крыс в монокроталиновой модели легочной гипертензии
Аннотация
При легочной артериальной гипертензии подавление пролиферации эндотелиальных клеток сосудов и взаимодействие эндотелиальных с гладкомышечными клетками нарушены. Выявлено участие 5-НТ2a-рецепторов в митогенном действии на эндотелиальные, а 5-НТ2b-рецепторов на гладкомышечные клетки сосудов. Известно, что одним из основных органов, в котором происходит метаболизм серотонина, является легкое. В эндотелиальных клетках сосудов легких под действием фермента моноаминоксидазы А серотонин превращается в 5-гидроксииндолуксусную кислоту (5-ГИУК), которая впоследствии выводится с мочой. В настоящее время при лечении детей с легочной гипертензией не учитывается роль 5-HT2-рецепторов. Нами модифицирована монокроталиновая модель легочной гипертензии для неполовозрелых крыс-самцов. Также разработана и апробирована схема введения блокатора 5-НТ2-рецепторов для профилактики и лечения легочной гипертензии у неполовозрелых крыс. В нашем исследовании выявлена положительная корреляция концентрации 5-ГИУК в моче со степенью легочной гипертензии, что может стать потенциальным маркером этого заболевания. Полученные данные свидетельствуют о развитии легочной гипертензии у неполовозрелых крыс самцов после однократного введения монокроталина в виде замещения легочной ткани фиброзной, развитием пневмосклероза и бронхоэктазов. Также у животных в данной модели формируются изменения структуры сердечной мышцы и сосудистой стенки с развитием фиброзной ткани, что может свидетельствовать о вовлеченности 5-HT2-рецепторов в активацию фибробластов и соответственно в патогенез легочной гипертензии.



Возрастные особенности влияния холецистокинина на импульсную активность нейронов дорсомедиального и вентромедиального ядер гипоталамуса крыс
Аннотация
Целью работы являлcя анализ фоновой и вызванной внутривенным введением сульфатированного октапептида холецистокинина (CCK), а также антагониста холецистокинина проглумида импульсной нейронной электрической активности в дорсомедиальном (ДМЯ) и вентромедиальном (ВМЯ) ядрах гипоталамуса у самцов молодых (2–3 мес.), взрослых (12 мес.) и старых (24 мес.) крыс под уретановым наркозом. Средняя частота фоновой импульсации нейронов при внутривенном введении CCK у молодых крыс в ДМЯ достоверно снижалась с 1.5 ± 0.4 до 0.2 ± 0.1 имп./с, в ВМЯ – с 2.0 ± 0.4 до 0.9 ± 0.2 имп./с. Одновременное введение CCK и проглумида не приводило к изменению характера нейронной активности в данной возрастной группе. У взрослых и старых крыс средняя фоновая частота разрядов нейронов ДМЯ и ВМЯ была ниже в сравнении с молодыми крысами и под влиянием CCK и проглумида достоверно не менялась. В ДМЯ и ВМЯ большая часть нейронов ингибировалась CCK, при этом в ДМЯ процент ингибируемых CCK нейронов был выше по сравнению с ВМЯ. В ДМЯ молодых животных отсутствовали нейроны, активируемые CCK, которые появлялись у взрослых и старых животных.



Распределение напряжения кислорода на микрососудах и в ткани коры головного мозга крысы при артериальной гипокапнии
Аннотация
Артериальная гипокапния (АГ) как результат произвольной или принудительной гипервентиляции легких сопровождается снижением мозгового кровотока (вследствие повышения тонуса артериол) и повышением сродства кислорода к гемоглобину (вследствие увеличения pH крови). При АГ в мозг поступает недостаточное количество кислорода и в тканях формируются зоны с критически низким напряжением кислорода (pO2). Характер распределения pO2 в коре головного мозга при АГ изучен недостаточно. Цель работы: оценить эффективность снабжения кислородом ткани мозга на уровне артериальных и венозных микрососудов в условиях АГ. Для этого были поставлены следующие задачи: 1) изучить распределение напряжения кислорода на артериальных и венозных микрососудах коры головного мозга крысы; 2) провести анализ тканевых профилей pO2 вблизи стенки этих микрососудов. На наркотизированных крысах линии Вистар, в условиях принудительной гипервентиляции (PaCO2 = 17.1 ± 0.7 мм рт. ст.), изучено распределение напряжения кислорода на стенке пиальных и радиальных артериол с диаметром просвета 7–70 мкм и на стенке пиальных и восходящих (кортикальных) венул с диаметром просвета 7–300 мкм. В ткани, возле стенки кортикальных артериол и венул с диаметром просвета 10–20 мкм, определены профили тканевого pO2. В качестве контроля служили измерения pO2 при спонтанном дыхании животного воздухом. Измерения pO2 выполнены с помощью платиновых полярографических микроэлектродов с диаметром кончика 3–5 мкм. Визуализация кончика электрода и микрососудов осуществлялась с помощью микроскопа ЛЮМАМ-К1 с эпиобъективами контактного типа. В работе впервые представлены прямые измерения pO2 на стенке артериол и венул коры головного мозга крысы и в ткани на разном удалении от стенки этих микрососудов при АГ. Показано, что АГ приводит к значительному ухудшению кислородного обеспечения коры головного мозга крысы, что проявляется достоверным снижением pO2 на стенке венозных микрососудов, собирающих кровь от капилляров, и падением тканевого pO2 в непосредственной близости от исследуемых микрососудов. Показано, что вклад артериол в кислородное обеспечение ткани головного мозга при гипокапнии, несмотря на повышенное pO2 в их крови, существенно снижается. Состояние АГ приводит к значительному ухудшению снабжения кислородом коры головного мозга, несмотря на высокие показатели pO2 в системной артериальной крови и в крови, оттекающей от коры головного мозга (сагиттальный синус).



Исследование участия грелина в механизмах игровой зависимости у крыс после воздействия психогенных стрессоров в раннем онтогенезе
Аннотация
Исследовали роль грелина в проявлении элементов игровой зависимости у крыс, подверженных ранним психогенным стрессам. Выращивание в условиях социальной изоляции или материнская депривация в раннем онтогенезе вызывали повышение риска в поведении и импульсивности в тесте Iowa Gambling Task: животные стремились получить более значимое пищевое подкрепление, но с низкой вероятностью его достижения. Материнская депривация или выращивание в социальной изоляции вызывали повышение уровня мРНК рецептора грелина соответственно в миндалине и гипоталамусе. Уровень экспрессии исследуемого гена в префронтальной коре не изменялся. Сделан вывод, что ранние психогенные стрессы вызывают дисбаланс системы регуляции грелина, что проявляется повышением уровня мРНК рецептора грелина в структурах головного мозга, а также элементами игровой зависимости у крыс. Представлена схема действия хронического стресса в онтогенезе на гипоталамическую систему грелина в головном мозге и на экстрагипоталамический уровень его регуляции.



H2S-опосредованная дилатация пиальных артерий у крыс разного возраста: вклад КАТФ и BKCa-калиевых каналов
Аннотация
Проведено исследование реакций пиальных артерий на воздействие экзогенного сероводорода и оценка вклада КАТФ- и BKСa-каналов в H2S-опосредованную дилатацию у крыс разного возраста. Методом прижизненной микрофотосъемки у крыс Sprague-Dawley в возрасте 4 и 18 мес. исследовались реакции пиальных а-ртерий различных диаметров на воздействие раствора донора экзогенного сероводорода – гидросульфида натрия (NaHS, 30 мкМ), а также их изменение при предварительном применении блокаторов калиевых каналов: КАТФ (глибенкламид, 10 мкМ) и BKCa (тетраэтиламмоний, 2 мМ). Установлено, что у крыс с возрастом происходит угнетение H2S-индуцированной дилатации пиальных артерий и увеличение констрикторных ответов на воздействие экзогенного сероводорода. Возрастные изменения H2S-индуцированной дилататорной реакции пиальных артерий у крыс зависят от размера сосудов. С возрастом уменьшается число дилатаций артерий диаметром больше 20 мкм. При этом старение не влияет на дилатацию более мелких артерий. Эти нарушения могут быть связаны с изменениями процессов, обусловленных активацией калиевых каналов. Обнаружено, что старение сопровождается увеличением вклада КАТФ-каналов в осуществление H2S-опосредованной дилатации пиальных артерий диаметров менее 40 мкм. Вклад BKСa-каналов в дилатацию с возрастом снижается: у 18-месячных крыс эти каналы практически не участвуют в H2S-опосредованной дилатации пиальных артерий диаметром более 20 мкм.



Влияние формирования доминантно-субординантых отношений в модели резидент–интрудер на тестикулярную функцию у лабораторных мышей инбредных линий PT и CBA/Lac
Аннотация
Известно, что репродуктивный успех самца зависит от способности к социальному доминированию, а также качества, количества сперматозоидов и адекватной продукции репродуктивных гормонов. Взаимосвязь между социальным доминированием и тестикулярной функцией может модулироваться генотипом и средовыми условиями формирования иерархии, в частности территориальным статусом самца (резидент или интрудер), однако характер и механизмы этой взаимосвязи недостаточно исследованы. Целью настоящей работы стало исследование влияния предварительного освоения территории и генотипа на тестикулярную функцию при установлении доминантно-субординантных отношений в экспериментальной модели социального доминирования у лабораторных мышей, используя парадигму “резидент–интрудер”. Для этого взрослому самцу-резиденту определенного генотипа (PT или CBA/Lac), который проживал с самкой линии DD/He двое суток в экспериментальной клетке, подсаживали самца-интрудера другой линии (PT или CBA/Lac) и оценивали социальный статус самцов после установления иерархических отношений. Через 5 дней после формирования группы у самцов оценивали уровень тестостерона в сыворотке и содержание его в семенниках, а также сперматогенные параметры. Установлено, что формирование иерархических отношений не оказывает влияния на уровень тестостерона в крови и семенниках и долю морфологически аномальных головок сперматозоидов у самцов мышей обеих линий, но приводит к уменьшению количества эпидидимальных сперматозоидов у доминантов-интрудеров линии РТ по сравнению с субординантами-интрудерами этой линии, а также снижению подвижности сперматозоидов у подчиненных самцов линии CBA/Lac независимо от территориального статуса. Таким образом, установление доминантно-субординантных отношений в этологической модели социальной иерархии у лабораторных мышей оказывает влияние на сперматогенную функцию самцов уже через 5 дней после формирования группы, при этом характер этого влияния зависит от генотипа животного, его социального и территориального статуса (резидент или интрудер).



Сравнительный анализ нарушений механизмов регуляции сердечного ритма, вызванных у новорожденных крыс хлоридом никеля и ингибитором ацетилхолинэстеразы эзерином
Аннотация
В экспериментах на 3-дневных новорожденных крысятах проведен сравнительный анализ показателей вариабельности сердечного ритма (ВСР) после инъекции животным ингибитора ацетилхолинэстеразы (АХЭ) эзерина (¾ LD50) и блокатора кальциевых каналов Т-типа (T-VDCC) Ni2+ (ED100). Оба препарата вызывают возникновение феноменологически сходного патологического сердечного ритма с выраженными брадикардическими комплексами (ПСРБК). Анализ показателей ВСР показал, что нарушение механизмов регуляции сердечного ритма при отравлении крысят NiCl2 и при активации холинореактивных структур, вызванных ингибированием АХЭ, развиваются по сходной схеме. В обоих случаях наблюдается падение общей мощности спектра и абсолютных значений мощности диапазонов LF (преимущественно симпатические) и HF (парасимпатические влияния). Значительное падение уровня нервных влияний приводит к тому, что доминирующую роль в регуляции сердечного ритма начинают играть нейрогуморальные факторы (VLF-диапазон). Установлено, что в условиях премедикации Н- или М-холинолитиками, в тех случаях, когда у крысят не развиваются нарушения сердечного ритма, общим является первоначальное снижение выраженности нейрогуморальных и последующее увеличение симпатических и, в меньшей степени, парасимпатических влияний. При этом состояние вагосимпатического баланса не является определяющим. В том случае, когда после премедикации влияние нейрогуморальных факторов усиливается, то в дальнейшем происходит снижение доли нервных влияний и возникновение ПСРБК. Полученные данные позволяют полагать, что у новорожденных крысят как прямая блокада T-VDCC, так и опосредуемое через М3-подтип мускариновых холинорецепторов изменение тока ICaT, приводит к нарушению работы пейсмекеров и развитию ПСРБК.



Устойчивость предсердного миокарда куриного эмбриона к ингибированию HCN-каналов и компонентов системы “Cа2+-часов”
Аннотация
В настоящее время клеточные основы автоматизма сердца эмбрионов, в частности вклад различных ионных механизмов, до конца не ясны и активно изучаются. С помощью микроэлектродной техники мы исследовали фармакологическую чувствительность клеток водителя ритма правого предсердия куриного эмбриона (HH36) к ивабрадину (ингибитор HCN-каналов, по которым протекает ток, активируемый гиперполяризацией (If), рианодину (агоноист рианодиновых рецепторов) и SN6 (ингибитор Na+/Ca2+-обменного механизма). Установлено, что у клеток правого предсердия, обладающих фазой медленной диастолической деполяризацией, экспозиция ивабрадина (3 мкМ) не вызывала достоверных изменений электрофизиологических параметров потенциалов действия. Рианодин (1 мкМ) и SN6 (10 мкМ) при добавлении в перфузирующий раствор вызывали сходные эффекты – повышение частоты генерации потенциалов действия в среднем на 15%. При этом не зарегистрировано нарушения автоматизма или прекращения спонтанной активности. Полученные результаты позволяют заключить, что HCN4-каналы, рианодиновые рецепторы и Na+/Ca2+-обменный механизм на данном этапе эмбрионального развития не являются определяющими для поддержания автоматизма клеток правого предсердия у куриного эмбриона. Вероятно, ионные токи, протекающие через эти каналы и играющие важную роль в электрофизиологии у взрослых животных, в эмбриональном миокарде выполняют модулирующую функцию.


