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

Том 110, № 3 (2024)

Обложка

Весь выпуск

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

ОБЗОРНЫЕ СТАТЬИ

Метаанализ экспериментальных исследований влияния монотерапии мелатонином на прирост массы тела и пищевое поведение крыс при различных диетах

Кузьменко Н.В., Цырлин В.А., Плисс М.Г., Галагудза М.М.

Аннотация

В раннее проведенном метаанализе мы показали, что длительное введение мелатонина минимизирует изменения в липидном профиле, вызванные диетой. Целью настоящей работы являлось с помощью метаанализа исследовать эффект монотерапии мелатонином на прирост массы тела (ПМТ) и пищевое поведение у крыс в зависимости от диеты. С этой целью мы провели метаанализ 43 публикаций, исследующих влияние монотерапии мелатонином на ПМТ, уровень лептина, потребление еды и воды у крыс, содержащихся на стандартной диете (37 публикаций), а также на диетах с повышенным содержанием фруктозы (5 публикаций) и жиров (9 публикаций). По итогам наших исследований, хотя мелатонин снижал уровень триглицеридов, общего холестерина и лептина у крыс, содержащихся на диетах с добавлением фруктозы и жиров, но не на стандартной диете, терапия мелатонином препятствовала набору массы тела крыс при любой диете. Увеличение дозы мелатонина не усиливало эффекта терапии ни при одной из исследованных диет. Мы не получили убедительных доказательств зависимости эффекта мелатонина от исходной массы тела и возраста крыс. Было установлено, что на стандартной диете мелатонин уменьшает потребление пищи и воды. Мелатонин не снижал ПМТ при стандартной диете, если вводился внутрибрюшинно. По итогам наших исследований, мелатонин может быть полезен при метаболических нарушениях, вызванных диетой, поскольку улучшает показатели липидного профиля и препятствует набору массы тела. Однако снижение аппетита и ПМТ при приеме мелатонина может быть связано и с отрицательными побочными эффектами препарата, что нуждается в дальнейших исследованиях.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2024;110(3):299-325
pages 299-325 views

Зебраданио (Danio Rerio) как перспективная экспериментальная модель травматического повреждения мозга

Шевляков А.Д., Ильин Н.П., Галстян Д.С., Икрин А.Н., Колесникова Т.О., Апухтин К.В., Котова М.М., Никитин В.С., Амстиславская Т.Г., Петерсен Е.В., Калуев А.В.

Аннотация

Травматическое повреждение мозга (ТПМ) включает широкий спектр физических повреждений тканей мозга различной природы и сопровождается серьезными когнитивными, моторными, эмоциональными и нейродегенеративными нарушениями. Ключевую роль в изучении ТПМ играет его моделирование на животных, позволяя расширить наши знания о механизмах патогенеза и временной динамике последствий нейротравмы. В последнее время особый интерес в трансляционной нейробиологии вызывает использование в качестве модельного организма костистой рыбы зебраданио (zebrafish, Danio rerio) – второго после мышей наиболее используемого в биомедицине вида лабораторных животных. В работе обсуждаются проблемы и перспективы использования зебраданио для моделирования ТПМ, а также новые направления исследований в данной области. Отмечается значение зебраданио как перспективной модели для исследования молекулярных механизмов и неврологических нарушений при ТПМ, а также скрининге потенциальных терапевтических агентов.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2024;110(3):326-348
pages 326-348 views

Участие тандема «тучная клетка – нейрон» в регуляции работы сердца при сердечно-сосудистых патологиях

Морозова М.П., Куренкова А.Д., Умарова Б.А.

Аннотация

Данный обзор посвящен изложению новых данных об участии тучных клеток (ТК) в регуляции работы сердца при развитии некоторых сердечно-сосудистых патологий. В норме содержание ТК в сердце невелико по сравнению с их количеством в барьерных тканях. Они отвечают за гомеостаз сердечной ткани и обеспечение взаимодействия органа с нервной и эндокринной системами на протяжении всей жизни организма.

Патологические процессы в сердце сопровождаются развитием реакции воспаления, в формировании всех этапов которой значительная роль принадлежит ТК. На фоне развития инфаркта миокарда, фибротического поражения сердца и атеросклероза сосудов число ТК существенно возрастает. Их вклад в патогенез заболевания неоднозначен, поскольку с одной стороны направлен на адаптацию ткани к повреждению, а с другой – лавинообразный синтез и высвобождение медиаторов из активированных ТК усугубляет течение процесса. В результате ТК меняют свой секреторный профиль, вмешиваются в реализацию функций сердца на фоне воспаления, но вместе с тем и модулируют афферентный поток информации от сердца и эфферентные влияния нервной системы. Слаженная работа системы теряет свою устойчивость, что может привести к тяжелым последствиям для жизнедеятельности всего организма.

Анализ современного состояния проблемы свидетельствует, что от функционального состояния ТК, их сложного взаимодействия с нервной системой зависит деятельность сердца как в норме, так и, особенно, на фоне развития патологических процессов.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2024;110(3):349-374
pages 349-374 views

Роль фосфорилирования титина в изменении жесткости миокарда при кардиомиопатиях

Михайлова Г.З., Вихлянцев И.М., Лакомкин В.Л.

Аннотация

В обзоре представлен краткий анализ современных знаний о такой посттрансляционной модификации титина как фосфорилирование, с акцентом на изменения, происходящие при развитии сердечных заболеваний. Исследования, проведенные с использованием животных моделей заболеваний сердца, а также с использованием биоматериала сердечной ткани пациентов с различными патологиями, показывают изменения уровня фосфорилирования титина. При развитии патологических изменений наблюдается, как правило, гиперфосфорилирование сайта S11878 и гипофосфорилирование сайта S12022 в PEVK-последовательности титина, а также изменения уровня фосфорилирования сайтов в N2B-последовательности этого белка. Функциональным суммарным эффектом этих изменений является увеличение жесткости кардиомиоцитов и сердечной мышцы в целом, в основе которой лежат вязкоупругие свойства титина, изменение которых, в свою очередь, наблюдается вследствие гипо- или гиперфосфорилирования определенных сайтов этого белка. В обзоре представлено описание ряда терапевтических воздействий, способствующих изменению уровня фосфорилирования титина, которые рассматриваются как способ изменения вязкоупругих свойств патологического миокарда с целью нормализации его сократительной способности.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2024;110(3):375-398
pages 375-398 views

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Определение профиля когнитивного дефицита у кардиохирургических пациентов с использованием метода оптимальной кластеризации

Разумникова О.М., Тарасова И.В., Мезенцев Ю.А., Павлов П.С., Трубникова О.А.

Аннотация

Оригинальный метод кластеризации на основе дискретной оптимизации многомерных объектов по множеству разнородных параметров: возрасту, выраженности стеноза сонных артерий (СА), личностных и когнитивных характеристик применялся для выявления пред- и послеоперационных особенностей профиля когнитивных функций. В исследовании принимали участие 163 кардиохирургических пациента. Определение стенозов СА проводили в дооперационный период с применением цветного дуплексного сканирования и дальнейшей классификацией поражения. Психометрическую оценку личностной и ситуативной тревожности, а также психомоторных и исполнительных функций, внимания, кратковременной памяти выполняли за 3–5 дней до и на 7–10-е сутки после операции коронарного шунтирования (КШ). В результате кластеризации массивов 17 нормализованных показателей и последующего анализа сформированных таким способом трех групп обнаружена разная динамика восстановления профиля когнитивных функций после КШ. Одна из групп была обозначена как группа когнитивных резервов согласно лучшим в ней показателям селекции информации и памяти как в предоперационный, так и в послеоперационный период. Другая выделенная группа характеризовалась послеоперационным повышением скорости селекции информации, но низкими показателями памяти. Третья выделенная группа продемонстрировала тесные взаимосвязи показателей внимания, памяти и эффективности сложной зрительно-моторной реакции с возрастом и степенью стеноза СА вне зависимости от до- или послеоперационного периода тестирования, что может свидетельствовать об устойчивой дезорганизации когнитивных функций у таких пациентов, требующей особого внимания при выборе для них программ нейро- и кардиореабилитации. Следовательно, разработанный метод кластеризации позволяет группировать пациентов по множеству разнородных параметров для выявления динамики их изменений в ходе лечебного воздействия.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2024;110(3):399-413
pages 399-413 views

Синдекан-1 как потенциальный мессенджер эффектов дистантного посткондиционирования в экспериментах с ишемией головного мозга

Колпакова М.Э., Яковлева А.А., Полякова Л.С., El Amghari H., Soliman S., Файзуллина Д.Р., Шаройко В.В.

Аннотация

Изучение механизмов ограничения реперфузионного повреждения методом дистантного ишемического посткондиционирования (RC) представляет интерес в связи с эффектами на функциональное восстановление после перенесенной церебральной ишемии. Цель исследования – оценка роли изменения концентрации белков плазмы крови синдекана-1 (SDC-1) и аннексина-5 (ANXA5) в ограничении ишемически-реперфузионного повреждения в условиях применения RC на модели окклюзии средней мозговой артерии (MСАо) у крыс. Проводили рандомизированные контролируемые исследования. Ишемию моделировали на крысах-самцах Вистар массой 250 г по методу [6] под общей анестезией (Zoletil 100 и Xylazine 2%). Разница концентраций SDC-1 в образцах плазмы ложнооперированных животных и животных c ишемией составила 30% (30 min МСАо: 41.4 ± 1.3 нг/мл, p < 0.05). В образцах плазмы крови животных c ишемией на фоне применения протокола RC содержание SDC-1 по сравнению с ложнооперированными животными составила 112% ((30 min МСАо + RC): 67.8 ± 5.8 нг/мл, p < 0.01). Расчет объема инфаркта в группе с ишемией выявил 31.97 ± 2.5% повреждения мозга; в группе 30 min МCАо + RC объем инфаркта составил 13.6 ± 1.3%. Объем отека нервной ткани головного мозга составлял 16 ± 2.1% в группе 30 min МCАо + RC; а в группе 30 min МCАо 47 ± 3.3% по сравнению со всем объемом нервной ткани головного мозга. В группе 30 min МCАо + RC корреляционный анализ показал высокую прямую корреляционную зависимость между площадью инфаркта и мышечной силой в правой передней конечности (КК = 0.72; p < 0.05). Корреляционный анализ показал в группе 30 min MCАо + RC очень высокую обратную корреляционную зависимость между площадью инфаркта и капиллярным кровотоком (r = –0.98, p < 0.01). Обсуждается связь повышения SDC-1 в плазме крови с механизмами ограничения ишемически-реперфузионного повреждения, а также роль SDC-1 как потенциального мессенджера в процессе функционального восстановления.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2024;110(3):414-423
pages 414-423 views

Анакинра способствует развитию противовоспалительной реакции микроглии в латентный период литий-пилокарпиновой модели височной эпилепсии

Захарова М.В., Дёмина А.В., Коваленко A.A., Зубарева О.Е., Ищенко А.М., Зайцев А.В.

Аннотация

Предполагается, что астроциты и микроглия и их поляризация могут влиять на развитие эпилепсии. Одним из процессов, влияющих на поляризацию, является нейро- воспаление, играющее важную роль в эпилептогенезе. Однако конкретные механизмы его участия в сдвиге про- и противовоспалительных состояний астро- и микроглии не выяснены. В данном исследовании изучили влияние 7-дневного введения антагониста рецептора интерлейкина-1 (анакинра) на поляризацию глиальных клеток в латентную фазу литий-пилокарпиновой модели у 7-недельных самцов крыс Вистар. Проанализировали уровень экспрессии мРНК генов: (i) маркеров активации астроглии (S100b) и микроглии (Aif1), (ii) белков, участвующих в транспорте и метаболизме глутамата (Slc1a3, Glul, Gja1), (iii) провоспалительного пути интерлейкина-1β (Nlrp3, Il1b, Il1rn) и трансформирующего фактора роста β1 (Tgfb1), (iv) маркеров поляризации астроглии (Lcn2, S100a10, Gbp2, Ptx3) и (v) поляризации микроглии (Nos2 и Arg1) в височной коре, дорзальном и вентральном гиппокампе методом ОТ-ПЦР в реальном времени. Уровень экспрессии мРНК S100b и Aif1 значимо возрос, и введение анакинры не снизило их гиперэкспрессию. Это свидетельствует об активации астроглии и микроглии независимо от проводимого лечения. В гиппокампе возросла экспрессия генов Slc1a3, Glul, Gja1, применение анакинры не повлияло на их гиперэкспрессию, но способствовало повышению экспрессии Gja1 в височной коре. Во всех структурах увеличилась продукция мРНК Lcn2, S100a10, Gbp2, Ptx3, Nlrp3, Il1b, Il1rn и Tgfb1. Применение анакинры понизило экспрессию гена Il1b. Среди маркеров поляризации микроглии выявлено понижение экспрессии Arg1 в дорзальном гиппокампе и Nos2 в височной коре. Введение анакинры усилило снижение экспрессии Nos2 и восстановило уровень экспрессии Arg1 до контрольных значений. Таким образом, введение анакинры не повлияло на интенсивность активации астроглии и микроглии, но способствовало восстановлению противовоспалительного состояния активированной микроглии.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2024;110(3):424-444
pages 424-444 views

Активированный эндотелий стимулирует активность мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток при физиологической гипоксии и коротком гипоксическом стрессе in vitro

Жидкова О.В., Андреева Е.Р., Буравкова Л.Б.

Аннотация

Мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (МСК) применяются для дополнительной терапии ишемических и воспалительных заболеваний. При системном введении трансмиграция МСК в ткани-мишени сопровождается взаимодействием с активированными эндотелиальными клетками (ЭК), выстилающими сосуды в участках повреждений. В настоящей работе изучали эффекты активированных ФНО-α эндотелиальных клеток на активность МСК при гипоксии разной степени выраженности. Для этого использовали модель краткосрочного контактного сокультивирования МСК и предварительно активированных ФНО-α эндотелиальных клеток. После взаимодействия с активированными ЭК МСК сохраняли свой стромальный фенотип, потенциал к мультилинейной дифференцировке. В то же время выявлено изменение экспрессии молекул межклеточного взаимодействия, которые участвуют в формировании контактов МСК с другими клетками, матриксом, а также регулируют деградацию внеклеточного матрикса (ВКМ) и клеточную миграцию. Кроме того, кондиционированная среда от активированного эндотелия увеличивала направленную и ненаправленную миграцию МСК. Взаимодействие усиливало паракринный ответ МСК и активированных ЭК за счет увеличения транскрипции и продукции ИЛ-6, ИЛ-8. В совокупности эти данные указывают на то, что краткосрочное взаимодействие с активированными ЭК способствует формированию миграционного фенотипа МСК, а также увеличивает продукцию плейотропных цитокинов и протеаз/ингибиторов протеаз, которые регулируют процессы репарации и ремоделирования ткани. При этом по сравнению с физиологическими для МСК условиями (5% О2) острый гипоксический стресс (0.1% О2, 24 ч) ослаблял стимулирующее действие эндотелия на МСК.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2024;110(3):445-468
pages 445-468 views

Влияние холода на адренореактивность верхней брыжеечной артерии крысы

Ярцев В.Н.

Аннотация

В опытах на сегментах верхней брыжеечной артерии (ВБА) крысы в изометрических условиях изучалось влияние холода на реактивность этой артерии, оцениваемую по величине сократительной реакции ее сегментов на норадреналин (НА) в концентрации 0.01–10.0 мкМ, а также на стимуляцию периваскулярных нервов электрическим полем с частотой 3, 10 и 40 Гц как при отсутствии, так и при наличии НА в среде и температуре 37°С или 25°С. Было обнаружено, что охлаждение не изменяет тонус ВБА, вызванный НА при всех использованных нами концентрациях. В отсутствие и на фоне действия НА в низкой концентрации (0.01–0.10 мкМ) охлаждение вызывает значительное уменьшение нейрогенного ответа ВБА при всех частотах электростимуляции (ЭС), в то время как на фоне НА в высокой концентрации (1–10 мкМ) охлаждение не оказывает статистически значимого действия на этот ответ. На фоне НА в низкой концентрации охлаждение при низких частотах ЭС не оказывает влияния на незначительное изменение нейрогенного ответа ВБА под действием данного гормона, а при высокой частоте существенно уменьшает потенцирующее действие НА на этот ответ. НА в высокой концентрации в условиях нормальной температуры оказывает угнетающее действие на нейрогенное сокращение при всех частотах ЭС, в то время как в условиях охлаждения при низких частотах оказывает на него потенцирующее, а при высокой частоте ЭС угнетающее действие. Полученные результаты показывают, что наблюдаемое при низкой и исчезающее при высокой концентрации НА угнетающее действие холода на нейрогенную констрикцию ВБА крысы, а также на потенцирование НА нейрогенной вазоконстрикции не связано с уменьшением сократительного действия НА, являющегося основным нейромедиатором в этой артерии.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2024;110(3):469-479
pages 469-479 views

Анализ состояния глутамат- и гамкергических нейронов нижних бугров четверохолмия крыс линии Крушинского – Молодкиной на ранних этапах эпилептогенеза

Николаева С.Д., Никитина Л.С., Глазова М.В., Бахтеева В.Т., Черниговская Е.В.

Аннотация

Нарушения в работе нейромедиаторных систем при моделировании развития височной эпилепсии наиболее детально изучены в структурах переднего мозга – в височной коре, амигдале и гиппокампе. Известно, что в ходе формирования височной эпилепсии в модели аудиогенного киндлинга наблюдается распространение эпилептиформной активности из стволовых отделов в вышележащие отделы мозга. Однако молекулярные механизмы нарушения регуляции нейротрансмиссии в нижних буграх четверохолмия у грызунов с генетической предрасположенностью к аудиогенным судорожным припадкам в ходе эпилептогенеза остаются неизученными. Изменения в работе нейромедиаторных систем нижних бугров четверохолмия на начальных этапах эпилептогенеза может вносить существенный вклад в эпилептизацию структур переднего мозга. В настоящей работе проведен комплексный анализ маркеров активности глутамат- и ГАМКергических нейронов в нижних буграх четверохолмия крыс Крушинского – Молодкиной (КМ), генетически предрасположенных к аудиогенным судорожным припадкам. Для моделирования ранних этапов развития височной парциальной эпилепсии был использован модифицированный протокол аудиогенного киндлинга, в ходе которого крыс подвергали ежедневным аудиогенным судорожным припадкам в течение семи дней. В качестве контроля использовали наивных крыс КМ. Несмотря на то, что предрасположенность к аудиогенным судорожным припадкам у грызунов часто связывают с нарушениями в ГАМКергической передаче сигнала, нам не удалось выявить значимых изменений в экспрессии ферментов синтеза ГАМК и субъединицы α1 GABAA-рецептора у крыс линии КМ ни через сутки, ни через неделю после завершения последнего судорожного припадка. При этом через сутки после завершения эксперимента наблюдалось усиление глутаматергической трансмиссии в нижних буграх четверохолмия: повышался уровень активности ERK1/2-киназ и белка экзоцитоза синапсина 1, а также экспрессия VGLUT1 и VGLUT2 и синаптического белка SV2B. Через неделю после последнего припадка наблюдалось только повышенное содержание VGLUT1 в нижних буграх четверохолмия, это свидетельствует о том, что устойчивые изменения затрагивают нейроны вышележащих структур, в частности, височной коры.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2024;110(3):480-498
pages 480-498 views

Функциональные изменения экспрессии гена Aqp4 в гипоталамусе крыс при смене питьевого режима и артериальной гипертензии

Евтушенко А.А., Орлов И.В., Воронова И.П., Козырева Т.В.

Аннотация

Аквапорин-4 (AQP4) является основным водным каналом в центральной нервной системе. Его высокая экспрессия в структурах головного мозга предполагает важную роль в транспорте воды в норме и при патологии. Исследовалось влияние изменения питьевого режима (водная депривация и гипергидратация) и наследственной артериальной гипертензии на экспрессию гена водного канала AQP4 в гипоталамусе – центре регуляции висцеральных функций. Показано, что уровень мРНК Aqp4 у гипергидратированных животных более чем в 1.5 раза ниже, чем у животных с водной депривацией. Такое изменение экспрессии гена Aqp4 в гипоталамусе может быть связано с возможностью предотвращения цитотоксического отека при повышенном поступлении жидкости в организм. Крысы с наследственной артериальной гипертензией характеризуются повышенным уровнем мРНК Aqp4 в гипоталамусе, что позволяет предполагать вовлеченность этого канала в процессы, связанные с особенностями регуляции водного баланса мозга при артериальной гипертензии и предотвращения вазогенного отека. Таким образом, представительство водного канала AQP4 в мозге, связанное с защитой клеток мозга, функционально обусловлено состоянием организма, о чем могут свидетельствовать разнонаправленные изменения экспрессии гена Aqp4 при гипергидратации и артериальной гипертензии.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2024;110(3):499-511
pages 499-511 views