Том 59, № 6 (2023)

Почечный клубочек – уникальная структура, отличающая нефроны позвоночных от нефридиев беспозвоночных животных, обеспечивающая непосредственную связь кровеносной и выделительной систем и наиболее эффективный контроль состава внутренней среды за счет значительной интенсификации фильтрации. Рассмотрены современные представления о структуре гломерулярного фильтра у представителей всех основных групп позвоночных животных (круглоротые, рыбы, амфибии, рептилии и птицы, млекопитающие). Сделан акцент на роли заряда структур гломерулярного барьера для его селективных свойств, описаны подходы к изучению вклада анионных компонентов клубочка в предотвращение потери белков плазмы крови. Рассмотрены представленные в литературе основные модели работы гломерулярного фильтра. Продемонстрировано, что отрицательный заряд является отличительной чертой гломерулярного фильтра у всех позвоночных. Показано, что многократный рост скорости клубочковой фильтрации (от низших позвоночных к птицам и млекопитающим) сопровождался рядом структурных изменений, обеспечивающих прохождение значительного объема воды и растворенных низкомолекулярных веществ через гломерулярный фильтр: увеличение числа и упорядоченности фенестр в эндотелии гломерулярных капилляров, утончение гломерулярной базальной мембраны и полное исключение из нее клеточных элементов. Данные проведенного сравнительно-физиологического анализа гломерулярного барьера у разных групп позвоночных в наибольшей степени свидетельствуют о справедливости электрокинетической модели работы фильтра, так как именно она объясняет важность эволюционно консервативной структуры подоцитов и роль совокупности фиксированных отрицательных зарядов в стенке гломерулярного фильтра для предотвращения потери макромолекул (прежде всего белков) из крови при различной интенсивности ультрафильтрации.

Проведено сравнительное исследование морфологии нисходящих нейронов, связывающих надглоточный ганглий и торакальные ганглии у тараканов, представителей семейства Blaberidae, которые различаются защитным поведением и способностью к полету. Строение нейронов у тараканов этих семейств сравнивали с нисходящими нейронами таракана Periplaneta americana. Выявлено сходство в количестве, пространственном распределении, расположении аксонов и дендритов нисходящих нейронов у тараканов Leucophaea maderae, Gromphadorhina portentosa, Blaberus craniifer, Nauphoeta cinerea (Blaberidae). Обнаружены нейроны, гомологичные оцеллярным, механочувствительным, зрительным нисходящим нейронам, описанным у таракана Periplaneta americana. Сделано предположение, что в процессе эволюции отряда таракановых изменение адаптивного поведения при опасности произошло за счет трансформации сенсорных входов и двигательных ответов, при этом система нисходящих нейронов осталась неизменной.

Инсулин контролирует не только системный гомеостаз глюкозы, но и функциональную активность мозга. При сахарном диабете 2-го типа (СД2) в мозге снижаются содержание инсулина и активность инсулиновой сигнальной системы. Это приводит к нарушению энергетического обмена, включая гипометаболизм глюкозы в мозге, и к когнитивным дисфункциям. Для компенсации недостатка гормона в мозге может быть использован интраназально вводимый инсулин (ИВИ). В целях повышения эффективности ИВИ для коррекции функций мозга целесообразно его комбинированное применение с веществами, наделенными свойствами нейропротекторов, в том числе со сложными гликосфинголипидами ганглиозидами. Для доставки ганглиозидов в мозг также может быть использовано их интраназальное введение (ИВГ). Целью работы было оценить эффективность раздельных и совместных интраназальных введений инсулина и ганглиозидов для коррекции когнитивных нарушений у крыс Wistar с СД2, для чего использовали водный лабиринт Морриса (ВЛМ) и анализ в гиппокампе экспрессии белков (BDNF, GLUT-1, GLUT-3, GLUT-4, GFAP, PSD95) и активности протеинкиназ (Akt, GSK3β, ERK1/2), вовлеченных в процессы обучения и формирования долговременной памяти. ИВИ и ИВГ при введении крысам с СД2 улучшали пространственную ориентацию в ВЛМ, причем эффект совместного использования ИВИ и ИВГ был сходным с таковым при их раздельном применении. При совместном введении ИВИ и ИВГ отмечали сохранение активности эффекторных протеинкиназ (Akt и ERK1/2), в то время как при монотерапии ИВИ уровень их фосфорилирования был снижен. При комбинированной терапии также увеличивалось фосфорилирование GSK3β по Ser⁹, защищающее нейроны от тауропатии. Таким образом, совместное применение ИВИ и ИВГ улучшает функциональное состояние компонентов инсулиновой системы в мозге крыс с СД2, хотя значимо не усиливает эффекты ИВИ на показатели долговременной памяти.

В экспериментах на крысах исследовалось участие со-медиаторов симпатической нервной системы в угнетающем влиянии глубокого охлаждения на антителообразующую функцию селезенки. Изучалось: 1) воздействие глубокого охлаждения (снижение глубокой температуры на 3–4°С), 2) введение медиатора симпатической нервной системы норадреналина (НА, 1 мг/мл), 3) его со-медиатора АТФ (0.01  и 10 мг/мл) и 4) блокатора P2X-пуринергических рецепторов PPADS на количество антителообразующих клеток селезенки в ответ на иммунизацию эритроцитами барана. Глубокое охлаждение и АТФ угнетали, тогда как НА стимулировал антителообразование в селезенке. Блокада P2X-пуринергических рецепторов с помощью PPADS стимулировала антителообразование в норме. На фоне блокады P2X-пуринергических рецепторов угнетающее действие АТФ и глубокого охлаждения на антителообразование не проявлялось. Полученные результаты свидетельствуют о разнонаправленном влиянии со-медиаторов симпатической нервной системы на антителообразование в селезенке и позволяют считать, что угнетающее действие холода на антителообразование в селезенке происходит с участием АТФ через P2X пуринергические рецепторы.

Исследовали влияние режима умеренной гипоксии на процессы энергетического обмена в тканях (жабры, гепатопанкреас) средиземноморской мидии (Mytilus galloprovincialis, Lamarck, 1819). Контрольная группа моллюсков содержалась при 6.8–6.9 мг О₂ л^–1, опытная при 1.9–2.0 мг О₂ л^–1. В обоих случаях температура воды составляла 22 ± 1°C, соленость – 17–18‰. Экспозиция – 72 ч. В условиях умеренной гипоксии в организме средиземноморской мидии развивался комплекс реакций, направленных на поддержание энергетического статуса тканей. Аэробные процессы явно ограничивались, о чем свидетельствовало снижение активности сукцинатдегидрогеназы. Одновременно усиливались анаэробные процессы в тканях. Повышалась активность альдолазы, малатдегидрогеназы, увеличивалось содержание пирувата. При этом глюкозо-лактатное направление метаболизма подавлялось. Это нашло отражение в отсутствии роста активности лактатдегидрогеназы и содержания лактата в тканях. Допускается переключение метаболизма на глюкозо-опинное направление, свойственное представителям рода Mytilus. В работе дается развернутая характеристика состояния аденилатной системы моллюска. Показано, что содержание фракции АТФ в тканях в условиях гипоксии оставалось на уровне контрольных значений, что отражало адаптивную направленность реорганизации тканевого метаболизма. Впервые отмечена способность гепатопанкреаса аккумулировать фракции АДФ и АМФ из систем циркуляции в условиях гипоксической нагрузки. Полагаем, что это может быть основной причиной роста пула аденилатов и понижения значений АЭЗ в данном органе. Из представленных результатов следует, что реорганизация процессов углеводного обмена в тканевых структурах средиземноморской мидии в условиях умеренной гипоксии позволяет сохранять энергетический статус ее тканей. Это является одним из основных условий, позволяющих моллюску осваивать проблемные гипоксические акватории.