


Том 110, № 5 (2024)
ОБЗОРНЫЕ СТАТЬИ
Роль NLRP3 инфламмасомы в патогенезе ишемического инсульта
Аннотация
Ишемический инсульт (ИИ) – распространенное заболевание с высокой смертностью и риском инвалидизации населения во всем мире. К настоящему моменту вопрос патогенетической терапии остается до конца нерешенным в связи с ограниченной эффективностью и безопасностью реперфузионных мероприятий. Недавние исследования показали, что нейровоспаление играет важную роль в развитии ИИ и может являться терапевтической мишенью. NLRP3 инфламмасома является одним из важнейших медиаторов, опосредующих постишемические воспалительные реакции посредством активации каспазы-1, которая расщепляет предшественники интерлейкинов 1β и 18 до активных провоспалительных цитокинов, которые высвобождаются во внеклеточную среду. В данном обзоре приведены данные о структуре, процессе активации NLRP3 инфламмасомы при ИИ. Описаны факторы и механизмы как способствующие активации данной инфламмасомы, так и подавляющие ее.



Роль метилирования ДНК в моделях заболеваний ЦНС на примере рыб зебраданио
Аннотация
Метилирование ДНК играет важную роль в регуляции экспрессии генов. Нарушения этого процесса в мозге вызывают различные заболевания, включая аутизм, шизофрению и депрессию. Являясь перспективным модельным организмом в биомедицине, рыбы зебраданио (Danio rerio, zebrafish) обладают генетической и отчасти физиологической гомологией с человеком, и поэтому изучение нарушений метилирования ДНК в их геноме может прояснить патогенез ряда неврологических заболеваний человека и, возможно, разработать новые подходы к их терапии. В статье обсуждаются механизмы метилирования ДНК в мозге, заболевания, связанные с его нарушениями, а также генетические и фармакологические модели на примере зебраданио. В работе рассмотрены ограничения применения этого вида рыб и новые направления дальнейших исследований в данной области. Приведенные сведения указывают на ценность зебраданио как эффективной модели для изучения молекулярных процессов, лежащих в основе патогенеза заболеваний мозга, связанных с нарушениями метилирования ДНК.



Обонятельная дисфункция при ожирении и диабете 2-го типа
Аннотация
В статье анализируются данные литературы, посвященные тесной взаимосвязи энергетического баланса и обоняния. Обоняние представляет собой одну из основных модальностей гедонической оценки пищи. Запах является одним из наиболее важных сенсорных сигналов, предсказывающих качество пищевых продуктов, и играет ключевую роль в их выборе и потреблении. Аппетит может возбуждаться различными стимулами, но ведущая роль принадлежит обонятельным сигналам (вкусные запахи) и уровням гормонов, которые сигнализируют о голоде и сытости. Обонятельное восприятие подвергается гормональной модуляции. В связи с этим особое внимание в статье уделено модулирующей функции инсулина. Инсулин – один из основных метаболических гормонов, который контролирует потребление пищи, оказывая анорексигенный эффект не только на уровне гипоталамуса, но и на уровне обонятельного пути, особенно сильное в обонятельной луковице. Именно в ней скорость транспорта инсулина в два – восемь раз выше, чем в других отделах мозга, и в ней сосредотачивается самая высокая концентрация инсулина и самая высокая плотность инсулиновой рецепторной киназы. Таким образом, инсулин не только способен проникать к месту обработки обонятельной информации, но делать это быстро. Вместе с тем инсулин и его рецепторы локализуются в обонятельном эпителии, а именно в зрелых обонятельных сенсорных нейронах. Поэтому инсулин влияет на первичный этап восприятия пахучей молекулы – обнаружение запаха, осуществляющийся на уровне обонятельного эпителия. Обоняние нарушается вплоть до полной его потери при ожирении и диабете 2-го типа, ухудшая качество жизни таких пациентов. В работе рассматривается эффективность интраназального введения инсулина для восстановления обонятельной функции при метаболических расстройствах и других заболеваниях.



Синергическое трио метаболических регуляторов, поддерживающих порочный круг патологических процессов при посттравматическом стрессовом расстройстве
Аннотация
Посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) представляет собой дизадаптивную реакцию на воздействие стрессора чрезвычайной интенсивности. Как и при любой реакции на внешние вызовы, организм животных и человека реагирует на системном, организменном и клеточном уровнях. У чувствительных к стрессорам индивидов (особей) наблюдается расстройство коллективной работы стрессреализующих и стресс-лимитирующих систем, а это, в свою очередь, обусловливает трансформацию поведения, когнитивных способностей и других функций ЦНС. В настоящее время доказано, что в патогенезе ПТСР важное место занимает изменение численности и состава кишечной микробиоты. В связи с этим обсуждаются методы оздоровления микрофлоры. Анализируя данные российских и иностранных исследователей, авторы пришли к выводу, что метаболическое, соматическое и психическое здоровье во многом зависит от слаженного функционирования основных взаимозависимых компонентов метаболизма: гепатобилиарной системы, кишечной микробиоты и, как считают авторы, от состояния тучных клеток. Пристальное изучение взаимодействия этих компонентов позволит определить новые терапевтические мишени и наиболее действенные методы лечения ПТСР.



ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Ключевые анаболические маркеры в m. soleus человека после 21-суточной антиортостатической гипокинезии
Аннотация
Длительный постельный режим может оказать существенное негативное воздействие на скелетные мышцы, приводя к мышечной атрофии и снижению силы. Потеря мышечной массы и силы особенно выражена в первую неделю иммобилизации. Антиортостатическая гипокинезия (АНОГ) – один из способов моделирования гравитационной разгрузки скелетных мышц, при котором человек пребывает на постельном режиме с углом наклона головного конца кровати на –6°. При АНОГ наблюдается развитие мышечной атрофии, являющейся результатом снижения синтеза белка и усиления его распада. Данная работа посвящена анализу ключевых анаболических маркеров камбаловидной мышцы (m. soleus) при 21-суточной АНОГ. Эксперимент с антиортостатической гипокинезией был проведен на базе Института медико-биологических проблем РАН. Шестеро здоровых мужчин добровольцев в возрасте 25–35 лет в течение 21 суток находились на строгом постельном режиме с углом наклона головного конца кровати –6°. Игольчатая биопсия m. soleus проводилась по методу Бергстрема до гипокинезии и на 21-е сутки гипокинезии. Полученный в ходе биопсии материал немедленно замораживался в жидком азоте для дальнейших вестерн-блот и ПЦР анализов. Изучение субстратов mTORC1 показало достоверное снижение фосфорилирования p70 и 4EBP1 после АНОГ. Также наблюдалось достоверное снижение фосфорилирования рибосомальной киназы p90RSK, достоверное увеличение фосфорилирования eEF2 и увеличение экспрессии мРНК eEF2K. Помимо этого, после АНОГ снижалось фосфорилирование AMPK и ее субстрата ACC. Полученные данные подтверждают гипотезу о том, что снижение синтеза белка вносит вклад в развитие атрофии m. soleus человека после 21-суточной АНОГ наряду с увеличением протеолиза.



Глибенкламид предотвращает воспаление, воздействуя на активацию NLRP3 инфламмасом in vitro
Аннотация
Известно, что NLRP3 инфламмасомы играют значительную роль в развитии нейродегенерации и физиологическом старении, а также в развитии метаболического воспаления, что вызывает значительный интерес научного сообщества к поиску эффективных ингибиторов инфламмасомы NLRP3 и оценке их эффектов. Целью настоящей работы являлась оценка влияния фармакологической модуляции активности NLRP3 с использованием непрямого блокатора NLRP3 инфламмасом, глибенкламида, на экспрессию компонентов метафламмасом в клетках головного мозга in vitro, полученных от мышей средней возрастной группы. В ходе исследования было выявлено, что глибенкламид снижает экспрессию провоспалительных маркеров NLRP3 и IL18 в культуре клеток, что, в свою очередь, приводит к предотвращению фосфорилирования протеинкиназ метафламмасомного комплекса – PKR и IKKβ. При этом мы не наблюдали изменения экспрессии патологически фосфорилированного IRS, а также числа сенесцентных клеток в культурах после воздействия глибенкламидом.



Значение гормонов надпочечников в реализации стресс-протекторного эффекта малых доз L-тироксина
Аннотация
Ранее была показана возможность повышения устойчивости организма к стрессу малыми дозами L-тироксина. Не установлено, связан ли этот эффект с действием самого L-тироксина или опосредуется активацией/потенцированием им эффектов других гормонов. Цель работы – изучить роль гормонов надпочечников в реализации защитного эффекта малых доз L-тироксина при стрессе. Работа выполнена на белых половозрелых беспородных крысах-самцах. Стресс моделировали ситуацией «дефицита времени». L-тироксин вводили в малых, близких к физиологическим дозах по следующей схеме: первая неделя 1.5 мкг/кг, вторая – 2.0 мкг/кг, третья – 2.5 мкг/кг, четвертая – 3.0 мкг/кг. Установлено, что стрессорное воздействие повышает концентрацию йодсодержащих тиреоидных гормонов (ЙТГ) в крови на 23–44%, кортикостероидов на 40%, относительную массу надпочечников на 31%; снижает относительную массу тимуса и селезенки на 26 и 14%, уровень инсулина на 46%; вызывает повреждение слизистой оболочки желудка с индексом поражения 1.36; повышает физическую выносливость, двигательную активность и тревожность животных, снижая интенсивность исследовательских реакций. Двухсторонняя адреналэктомия препятствует активации тиреоидной функции и устраняет рост физической выносливости, изменяет структуру поведения, определяет более существенные повреждения (индекс поражения 2.7), повышение тревожности, угнетение исследовательского поведения в условиях стресса. Адреналэктомия ограничивает защитный эффект L-тироксина при стрессе, что проявляется более низкими значениями горизонтальной двигательной и исследовательской активности, более высокой тревожностью крыс и повреждением слизистой оболочки желудка (после введения L-тироксина индекс поражения при стрессе без адреналэктомии 0.12; на фоне адреналэктомии 1.19). Этому соответствует более низкая концентрация ЙТГ в крови (на 14–43%). Следовательно, малые дозы L-тироксина оказывают стресс-протекторное действие. Адреналэктомия лимитирует, однако не предупреждает полностью его реализацию. Это свидетельствует о том, что в формировании антистрессорного эффекта L-тироксина гормоны надпочечников играют важную, но не решающую роль.



Изоосмотическая стрикция сосудистых гладкомышечных клеток аорты крысы при активации пуринергических рецепторов: роль хлорного транспорта
Аннотация
Исследовали влияние пуринергической сигнальной системы и вклад транспортеров Cl– в изоосмотическую стрикцию сосудистых гладкомышечных клеток (ГМК), возникающую при нормализации осмотического давления после длительной инкубации в гипоосмотической среде. Исследование проводили методом механографии на деэндотелизированных кольцевых сегментах аорты крыс-самцов линии Wistar. Изоосмотическую стрикцию вызывали помещением сосудистых сегментов в нормоосмотический раствор Кребса, содержащий 120 мМ NaCl после 40-минутной инкубации в гипоосмотическом растворе Кребса, содержащем 40 мМ NaCl. Пуринергические рецепторы активировали неселективным агонистом P2X и P2Y рецепторов аденозин-5’-трифосфатом (АТФ, 500 мкМ) и селективным агонистом P2Y рецепторов уридин-5’-трифосфатом (УТФ, 500 мкМ). АТФ и УТФ устраняли транзиторный характер изоосмотической стрикции ГМК аорты, не влияя на ее величину. Предобработка сегментов АТФ и УТФ во время инкубации в гипоосмотическом растворе полностью подавляла развитие изоосмотической стрикции в присутствии АТФ или УТФ, но не влияла на изоосмотическую стрикцию без активаторов пуринергических рецепторов. Ингибитор Na+, K+, 2Cl--котранспорта (NKCC) буметанид (100 мкМ) устранял изоосмотическую стрикцию в присутствии АТФ, но не УТФ, однако восстанавливал ее транзиторный характер. Неселективный блокатор Cl--каналов и Cl-, HCO3--обменника DIDS (100 мкМ) подавлял развитие изоосмотической стрикции как в присутствии АТФ, так и УТФ. Блокатор калиевых каналов тетраэтиламмоний (10 мМ) потенцировал констрикторное действие УТФ на изоосмотическую стрикцию. Вероятно, пуринергические рецепторы устраняют транзиторность изоосмотической стрикции за счет активации Cl--токов через активацию P2Y рецепторов. Механизм взаимодействия пуринергической сигнальной системы и транспорта Cl– при изменении объема клетки требует дальнейшего изучения.



Метилобогащенная диета матери улучшает эпизодическую память и не влияет на память об условно-рефлекторном страхе у потомства крыс линии WAG/RIJ
Аннотация
Цель данной работы – выяснить, какое влияние оказывает метилобогащенная диета (МОД) матери в перинатальном периоде на когнитивные функции взрослого потомства крыс линии WAG/Rij – модели наследственной absence-эпилепсии с коморбидной депрессией. Когнитивные функции (обучение и память) оценивались в тестах распознавания нового объекта (РНО) и выработки условно-рефлекторной реакции страха (fear conditioning). Эксперименты проводили на 6-месячных крысах-самцах линии WAG/Rij. Матери крыс экспериментальной группы потребляли МОД, а матери контрольной группы – контрольную диету. Тест РНО использовался для оценки эпизодической памяти. Данный тест основан на врожденной исследовательской мотивации (мотивации предпочтения новизны), которая обычно понижена при депрессии. Выработка условно-рефлекторного страха (fear conditioning) представляет собой выработку классического павловского оборонительного условного рефлекса, проявляющегося в виде реакций замираний в ответ на негативное подкрепление (электрическое раздражение лап). В тесте РНО у крыс экспериментальной группы индекс распознавания нового объекта (показатель эпизодической памяти), а также число выходов в центр арены (показатель исследовательской мотивации) были значимо больше по сравнению с аналогичными показателями у контрольной группы. Однако не было обнаружено межгрупповых различий в проявлении памяти об условно-рефлекторном страхе (% реакций замирания) на контекст и звуковой сигнал. Результаты свидетельствуют о том, что МОД матери улучшает эпизодическую память в тесте РНО, но не влияет на память об условно-рефлекторном страхе, связанном с контекстом и звуковым сигналом, у взрослого потомства крыс линии WAG/Rij.



Подавление асептического воспаления снижает выраженность ремоделирования ветвей легочной артерии и улучшает течение хронической тромбоэмболической легочной гипертензии в эксперименте
Аннотация
Хроническая тромбоэмболическая легочная гипертензия (ХТЭЛГ) – осложнение тромбоэмболии легочной артерии, характеризующееся повышением давления в легочной артерии и нарушением лизиса тромбоэмболов. Ранее было выявлено наличие асептического воспаления при ХТЭЛГ в стенке ветвей легочной артерии и периваскулярно. Однако роль этого воспаления в формировании ХТЭЛГ неизвестна. Целью исследования было изучить влияние асептического воспаления на формирование и прогрессирование ХТЭЛГ. Эксперименты были выполнены на 54 крысах-самцах стока Wistar конвенциональной категории. Модель ХТЭЛГ воспроизводилась путем многократного внутривенного введения частично биодеградируемых микросфер. Сразу после последнего введения микросфер все животные были разделены на группы: контрольная ХТЭЛГ (к.ХТЭЛГ) – внутримышечно (в/м) вводился физиологический раствор в течение 6 недель; низкая доза преднизолона (НД) – в/м вводился преднизолон в дозе 1.5 мг/кг; высокая доза (ВД) – преднизолон в дозе 6 мг/кг; здоровые животные. Через 6 недель выполнялись: тредмил-тест, эхокардиографическое исследование, катетеризация сердца с манометрией, гистологическое исследование легких. В отдельной серии экспериментов оценивалась выраженность воспалительной инфильтрации сосудистой стенки и периваскулярной зоны с помощью иммуногистохимического исследования. В группе НД отмечалось снижение индекса гипертрофии и процента коллагеновых волокон в сосудистой стенке по сравнению с к.ХТЭЛГ. Было отмечено значимо большее снижение ИГ по сравнению с ВД. В группе ВД было выявлено положительное влияние на процент коллагеновых волокон в структуре сосудистой стенки, этот показатель значимо не отличался от группы здоровых животных. По данным иммуногистохимического исследования преднизолон в низкой дозе эффективно подавлял воспалительную инфильтрацию сосудистой стенки и периваскулярного пространства. По результатам исследования выявлена способность преднизолона путем подавления асептического воспаления снижать выраженность ремоделирования ветвей легочной артерии.



Влияние кардарина на экспрессию генов белков, вовлеченных в эпилептогенез, в гиппокампе крыс в литий-пилокарпиновой модели височной эпилепсии
Аннотация
В последние годы активно обсуждается роль в патогенезе эпилепсии астро- и микроглиальных клеток и связанного с ними нейровоспаления. Эти клетки могут быть в разных функциональных состояниях, крайние из которых A1 и M1 фенотипы продуцируют преимущественно провоспалительные (способствующие эпилептогенезу) белки, а A2 и M2 фенотипы – противовоспалительные (предотвращающие эпилептогенез) белки. Предполагается, что использование препаратов, способных стимулировать поляризацию от М1 и А1 к М2 и А2 фенотипам, может стать успешной стратегией лечения эпилепсии. К таким препаратам относятся агонисты ядерных рецепторов, активируемых пролифератором пероксисом (PPARs). Целью данной работы стало изучение изменений экспрессии микро- и астроглиальных белков, вовлеченных в регуляцию эпилептогенеза, в дорзальном гиппокампе крыс в литий-пилокарпиновой модели височной эпилепсии и исследование влияния на эти процессы агониста PPAR бета/дельта кардарина. Кардарин вводили на начальных этапах эпилептогенеза (в течение 7 дней после индукции TLE модели), через два месяца (хроническая фаза модели) проводили анализ экспрессии генов интереса в дорзальном гиппокампе методом ОТ-ПЦР в реальном времени. Проведенное исследование выявило изменение экспрессии генов астро- и микроглиальных белков в процессе эпилептогенеза, в основном связанное с усилением нейровоспалительных процессов и ослаблением нейропротекторных свойств этих клеток. У TLE крыс увеличивалась экспрессия генов маркеров активации астро- (Gfap) и микроглии (Aif1), про- (Il1b, Nlrp3) и противовоспалительных (Il1rn) белков, маркеров фенотипа A1 астроцитов (Lcn2, Gbp2) и ростовых факторов (Bdnf, Fgf2). Экспрессия гена защитного М2 фенотипа Arg1 снижалась у TLE крыс. Наиболее яркий эффект введения кардарина проявился в усилении экспрессии гена маркера A2 фенотипа астроцитов S100a10.



Экспрессия молекул, характеризующих метаболическую и цитотоксическую активность разных субпопуляций натуральных киллеров периферической крови при беременности
Аннотация
При беременности функции натуральных киллеров (NK-клеток) периферической крови существенно меняются, что главным образом связано с угнетением их цитотоксичности. Функциональная активность NK-клеток напрямую взаимосвязана с их метаболическим статусом, однако эти изменения при физиологической беременности не исследованы. Цель данной работы – изучить экспрессию молекул Glut-1, CD94 и СD107a, характеризующих метаболическую и цитотоксическую активность, а также массу митохондрий разных субпопуляций NK-клеток периферической крови в I и III триместрах физиологической беременности. Объектом исследования являлась периферическая кровь практически здоровых женщин в I и III триместрах физиологической беременности. Группу сравнения составили практически здоровые небеременные женщины в фолликулярной фазе менструального цикла. Экспрессию молекул Glut-1, CD94, CD107a и массу митохондрий оценивали методом проточной цитофлуориметрии на регуляторных (CD16–CD56bright), цитотоксических (CD16+CD56dim), минорных цитотоксических (CD16hiCD56–) NK-клетках. Установлено, что у небеременных минорные цитотоксические CD16hiCD56–NK обладают наибольшей экспрессией Glut-1, CD107a и наименьшей экспрессией CD94 по сравнению с остальными субпопуляциями NK-клеток. На регуляторных CD16–CD56brightNK и цитотоксических CD16+CD56dimNK экспрессия этих молекул сравнима между собой, как и масса митохондрий во всех исследуемых субпопуляциях. В I триместре экспрессия Glut-1 была выше на регуляторных CD16–CD56brightNK, а масса митохондрий и экспрессия CD94, CD107a на всех NK-клетках не отличалась от небеременных. В III триместре в цитотоксических CD16+CD56dimNK масса митохондрий была выше, а экспрессия CD94 ниже, чем у небеременных, а на регуляторных CD16– CD56brightNK экспрессия CD94 была выше по сравнению с таковой в I триместре. Экспрессия CD107a в минорных цитотоксических CD16hiCD56–NK была ниже, чем у небеременных, а в остальных субпопуляциях не менялась, как и экспрессия Glut-1. Таким образом, разные субпопуляции NK-клеток периферической крови гетерогенны по экспрессии Glut-1, CD107a, CD94. Экспрессия этих молекул при физиологической беременности меняется по триместрам. Полученные результаты важны для понимания механизмов регуляции функций NK-клеток при беременности.



Осознаваемые и неосознаваемые процессы в задаче арифметического прайминга зависят от уровня арифметического навыка
Аннотация
В исследовании изучался вклад осознаваемых и неосознаваемых процессов в задаче арифметического прайминга в зависимости от уровня арифметического навыка испытуемых. Испытуемые были разделены на две группы по степени сформированности навыка на основании результатов теста на скорость и точность арифметических вычислений. Во время эксперимента на экране монитора предъявлялись замаскированные и незамаскированные примеры на сложение однозначных чисел (праймы) и следующие за ними правильные и неправильные ответы. В задаче осознаваемого восприятия (незамаскированный прайминг) при предъявлении ответа на примеры большой и малой проблем (результатом сложения операндов является число больше или меньше 10 соответственно) наблюдалось возникновение арифметического эффекта N400 и поздней позитивной волны (LPC) в обеих группах испытуемых. В случае неосознаваемого восприятия (замаскированный прайминг) при предъявлении ответа на примеры малой проблемы арифметический эффект LPC появлялся в группе испытуемых со слабым арифметическим навыком. Таким образом, арифметический эффект LPC может являться индикатором процессов кодирования и извлечения информации, которые связаны с уровнем арифметического навыка испытуемых. Обнаружение арифметического эффекта LPC при неосознаваемом предъявлении примеров может свидетельствовать о независимом от активного внимания характере этих процессов.


