Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 109, № 8 (2023)

Обложка

Весь выпуск

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

ОБЗОРНЫЕ И ПРОБЛЕМНЫЕ СТАТЬИ

Механосенсорные структуры в системе механотрансдукции мышечного волокна

Мирзоев Т.М., Шенкман Б.С.

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.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(8):1005-1027
pages 1005-1027 views

Роль метаболитов триптофанового обмена и короткоцепочечных жирных кислот в патогенезе аутоиммунных заболеваний

Шатова О.П., Ягодкина Е.М., Кайдошко С.С., Заболотнева А.А., Шестопалов А.В.

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.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(8):1028-1044
pages 1028-1044 views

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

Билалова Д.Ф., Нигматуллина Р.Р., Мустафин А.А.

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.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(8):1045-1055
pages 1045-1055 views

Возрастные особенности влияния холецистокинина на импульсную активность нейронов дорсомедиального и вентромедиального ядер гипоталамуса крыс

Спиричев А.А., Моисеев К.Ю., Анфимова П.А., Тарасова Г.А., Маслюков П.М.

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.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(8):1056-1067
pages 1056-1067 views

Распределение напряжения кислорода на микрососудах и в ткани коры головного мозга крысы при артериальной гипокапнии

Вовенко Е.П., Соколова И.Б.

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).

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(8):1068-1079
pages 1068-1079 views

Исследование участия грелина в механизмах игровой зависимости у крыс после воздействия психогенных стрессоров в раннем онтогенезе

Лебедев А.А., Пюрвеев С.С., Сексте Э.А., Рейхардт Б.А., Бычков Е.Р., Шабанов П.Д.

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.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(8):1080-1093
pages 1080-1093 views

H2S-опосредованная дилатация пиальных артерий у крыс разного возраста: вклад КАТФ и BKCa-калиевых каналов

Горшкова О.П., Соколова И.Б.

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.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(8):1094-1107
pages 1094-1107 views

Влияние формирования доминантно-субординантых отношений в модели резидент–интрудер на тестикулярную функцию у лабораторных мышей инбредных линий PT и CBA/Lac

Клещев М.А., Осадчук А.В., Осадчук Л.В.

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).

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(8):1108-1123
pages 1108-1123 views

Сравнительный анализ нарушений механизмов регуляции сердечного ритма, вызванных у новорожденных крыс хлоридом никеля и ингибитором ацетилхолинэстеразы эзерином

Кузнецов С.В., Кузнецова Н.Н.

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.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(8):1124-1139
pages 1124-1139 views

Устойчивость предсердного миокарда куриного эмбриона к ингибированию HCN-каналов и компонентов системы “Cа2+-часов”

Лебедева Е.А., Гонотков М.А.

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.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(8):1140-1148
pages 1140-1148 views