Том 109, № 4 (2023)

Гипоксические/ишемические поражения головного мозга представляют серьезную медицинскую проблему. Одним из подходов к разработке терапевтических вмешательств является установление путей выживания нейронов устойчивых к дефициту О₂ позвоночных, которые могут подсказать способы смягчения гипоксической катастрофы для отдельных клеток при кислородном голодании. Метаболическая депрессия считается универсальной стратегией выживания толерантных к гипоксии животных, однако до настоящего времени детали механизма ограничения метаболизма мозга при снижении РО₂ не установлены. При кислородном голодании повышение внеклеточной концентрации тормозных нейромедиаторов может быть одним из значимых звеньев аппарата подавления электрической активности, что позволяет снижать потребление энергии. ГАМК (γ-аминомасляная кислота) служит универсальным тормозным нейромедиатором ЦНС высших и низших позвоночных животных, функционирование которого связывают с подавлением метаболизма и нивелированием последствий энергетического сбоя. В обзоре рассматриваются стратегии вовлечения ГАМК в механизмы обеспечения устойчивости мозга к кислородному голоданию у представителей разных таксономических групп низших позвоночных животных (круглоротых, хрящевых и костистых рыб, земноводных, рептилий), которые отличаются наиболее выраженной способностью выживать при острой и хронической гипоксии/аноксии.

Мультисегментарная чрескожная электрическая стимуляция спинного мозга (ЧЭССМ), воздействующая на спинальные нейронные сети и моторные пулы мышц ног, применялась для коррекции ходьбы по беговой дорожке у пациентов, перенесших инсульт. В исследовании принимали участие 15 пациентов в восстановительном периоде после острого нарушения мозгового кровообращения. Неинвазивный спинальный нейропротез с многоканальным стимулятором для ЧЭССМ и системой детектирования фаз шагательного цикла (“Косима”, Россия) использовался для активации моторных пулов мышц-сгибателей ноги в фазе переноса, активации моторных пулов мышц-разгибателей в фазе опоры в сочетании с непрерывной активацией спинальных локомоторных сетей. Применение ЧЭССМ при ходьбе по беговой дорожке вызывало увеличение амплитуды движений в голеностопном суставе и длины цикла шага на стороне пареза, а также уменьшение асимметрии в фазах шага обеих ног. У 80% пациентов возрастал подъем паретичной ноги над опорой. При сочетании непрерывной и фазозависимой стимуляций увеличение размаха движения в суставах было максимальным по сравнению с только фазозависимой или только постоянной стимуляцией. Полученные данные демонстрируют, что предложенный алгоритм ЧЭССМ модулирует параметры шагательных движений у пациентов с последствиями нарушения мозгового кровообращения и может рассматриваться как перспективный метод двигательной реабилитации.

Изменение скорости мозгового кровотока может вносить значительный вклад в формирование возрастных цереброваскулярных заболеваний. В работе изучалось изменение скоростных показателей церебрального кровотока у крыс на разных этапах старения. Проводился сравнительный анализ состояния кровотока коры и подкорковых структур полушарий головного мозга по величине линейных скоростей, измеренных методом ультразвуковой допплерографии, и индексов кровотока у молодых крыс линии Sprague-Dawley в возрасте 4-х мес. и стареющих крыс в возрасте 18-ти и 23-х мес. Установлено, что старение сопровождается изменениями параметров мозгового кровотока в коре и подкорковых структурах головного мозга крыс, которые развиваются постепенно и отличаются на разных этапах старения. К 18 месяцам увеличивается перфузия в лобной и теменной области полушарий головного мозга за счет повышения пиковых и средней за сердечный цикл скоростей кровотока и снижения уровня сопротивления мозговых сосудов. Эти процессы предшествуют развитию последующих гипоперфузионных нарушений кровотока, наблюдаемых на более поздних этапах старения. Гипоперфузионные изменения у 23-месячных крыс наиболее выражены в лобной области полушарий головного мозга и характеризуются снижением пиковых скоростей и увеличением показателей индексов кровотока.

Формирование алкогольной зависимости связано с нарушением функционирования системы награды, центром которой является мезолимбическая часть дофаминовой системы. Крысы линии DAT-HET с их базовой гипердофаминергией являются перспективной моделью для исследования нейропсихических заболеваний, в основе которых лежат нарушения дофаминовой нейропередачи, в том числе алкоголизма. Целью работы была оценка влияния свободной алкоголизации на питьевое, локомоторное, исследовательское поведение, тревогу и уровень тирозингидроксилазы у крыс с нарушением функционирования дофаминовой системы (DAT-HET). Исследование проведено на половозрелых самцах крыс линии DAT-HET(n = 15) и Wistar (n = 13), которые были разделены на 4 группы: “DАT-HET ethanol” (n = 10) и “Wistar ethanol” (n = 9), которые на протяжении 112 дней эксперимента находились в режиме свободной алкоголизации. Контрольные группы “DАT-HET water” (n = 5) и “Wistar water” (n = 4) не имели доступа к раствору этанола, не участвовали в поведенческих тестах. Для оценки предпочтения и потребления алкоголя использовали тест “Двустаканная проба” и еженедельно фиксировали массу потребляемого раствора этанола в домашних клетках. Для оценки поведения использовали тесты “Открытое поле” и “Приподнятый крестообразный лабиринт”. После алкоголизации для оценки уровня тирозингидроксилазы проводилось иммуногистохимическое исследование серии фронтальных срезов мозга, содержащих область прилежащего ядра. Обнаружено, что при свободной алкоголизации крысы линии DAT-HET не формируют предпочтения этанола. На фоне малого потребления этанола изначальная гиперактивность у крыс DAT-HET нивелируется. DAT-HET модель приводит к увеличению уровня тирозингидроксилазы в прилежащем ядре. Кроме этого, режим свободной алкоголизации приводит к снижению уровня тирозингидроксилазы в прилежащем ядре при развитии патологического увеличения тирозингидроксилазы, наблюдающегося у крыс DAT-HET, но не оказывает эффекта на контрольных животных.

Функциональная разгрузка скелетных мышц приводит к развитию атрофических процессов и снижению общего числа сателлитных клеток, осуществляющих регенерацию этих мышц. В исследованиях in vitro было выявлено усиление дифференцировки миобластов камбаловидной мышцы на фоне снижения активности АМФ-активируемой протеинкиназы (АМРК) после действия функциональной разгрузки. АМРК необходима для активации сателлитных клеток, участвует в регуляции процессов пролиферации и дифференцировки. Можно предположить, что снижение активности АМРК после действия механической разгрузки способствует усилению/ускорению дифференцировки миобластов и усиленному формированию миотуб. Основная цель данного исследования состояла в изучении участия АМРК в регуляции процессов дифференцировки миобластов камбаловидной мышцы у крыс, подвергшихся действию гравитационной разгрузки. Для проверки этой гипотезы применили специфический активатор АМРК – AICAR для предотвращения снижения фосфорилирования АМРК при дифференцировке миобластов in vitro, выделенных из камбаловидных мышц крыс, подвергшихся 7-суточному воздействию функциональной разгрузки. Для оценки процессов дифференцировки миобластов применили методы иммуноцитохимии, ПЦР-РТ и Вестерн-блоттинга. В дифференцирующихся миобластах камбаловидной мышцы после действия функциональной разгрузки наблюдалось значительное снижение уровня фосфорилирования АМРК и ацетил-КоА-карбоксилазы (АСС), повышенный индекс дифференцировки миотуб, повышение экспрессии миогенных регуляторных факторов (МРФ) и факторов слияния миобластов, снижение экспрессии “медленной” изоформы тяжелых цепей миозина и усиление экспрессии “быстрых” изоформ тяжелых цепей миозина. Применение AICAR при дифференцировке миобластов, полученных из атрофированной мышцы, предотвращало снижение фосфорилирования АМРК и АСС, возвращало уровень экспрессии МРФ и “быстрых” изоформ тяжелых цепей миозина к уровню контрольных значений, поддерживало экспрессию “медленной” изоформы тяжелых цепей миозина. Таким, образом аномально ускоренная дифференцировка миобластов, выделенных из атрофированной камбаловидной мышцы крыс, компенсируется поддержанием контрольного уровня активности AMPK с помощью AICAR.

В статье представлены результаты исследований уровней экспрессии гена рецепторов интерлейкина-13 (IL-13R) и уровней экспрессии IL-13R в бронхах контрольных крыс и крыс с овальбумин-индуцированной астмой. Выбор этих рецепторов обусловлен большим значением данных структур в патогенезе аллергической бронхиальной астмы. Были исследованы биологические материалы 64 крыс линии Вистар при помощи метода ПЦР в режиме реального времени и иммуногистохимическим методом. Установлено, что в условиях развития астмы в тканях бронхов крыс происходит выраженная экспрессия генов IL13R, значительная экспрессия рецептора к IL-13. В участках бронхов, содержащих интрамуральные ганглии (область бифуркации), уровень экспрессии генов IL13R и уровень экспрессии рецептора IL-13R были значительно выше, чем в образцах трахеи без ганглиев. Кромогликат натрия, введенный в организм крыс через 5 ч после последней ингаляции овальбумином, приводил к снижению содержания мРНК в бронхах животных по сравнению с животными, не получавшими обработку стабилизатором тучных клеток.