Том 59, № 3 (2023)

В ходе эволюции организмы разработали стратегии, позволяющие использовать активные формы кислорода (АФК) в регуляции физиологических процессов и поддержании гомеостаза. Клетки тканей с высоким уровнем метаболизма и внутриклеточных АФК, одним из ярких примеров которых является ретинальный пигментный эпителий (РПЭ), более подвержены риску повреждения под действием окислительного стресса (ОС), под влиянием экзогенных или эндогенных факторов. Клетки РПЭ позвоночных, несмотря на консервативность строения глаза и основных функций его тканей, по-разному реагируют на ОС, что обусловлено видоспецифичностью компонентов сигнальных путей, формирующих систему антиоксидантной защиты (АОЗ). Важная роль в АОЗ принадлежит факторам транскрипции, в частности, Nrf2. Cистема АОЗ в РПЭ включает несколько уровней регуляции, взаимодействие которых обеспечивает стабильность морфофункционального состояния клеток. Филогенетический анализ демонстрирует не только консерватизм, но и вариабельность компонентов АОЗ, что может иметь адаптационное значение, отражать различия функциональной нагрузки и регенеративного потенциала. Выявление механизмов АОЗ, обеспечивающих морфофункциональную стабильность клеток РПЭ, имеет фундаментальное значение и нацелено на поиск тканеспецифичных мишеней для эффективной терапии спектра заболеваний глаза.

В условиях эксперимента in vitro исследовали влияние холодового шока на эритроциты морского ерша (Scorpaena porcus L., 1758). Образцы крови содержали при 22°С (контроль) и 4°С (опыт) (градиент 18°С). Экспозиция составляла 3 ч. Холодовой шок не оказывал значимого влияния на показатели жизнедеятельности эритроцитов морского ерша. Клетки сохраняли целостность цитоплазматических мембран, потенциал митохондрий и уровень окислительных процессов, о чем свидетельствовали постоянные значения интенсивности флуоресценции пропидиум йодида (PI), родамина123 (R123) и 2-7-дихлорфлуоресцеин-диацетата (DCF-DA). Основные изменения были связаны с формой эритроцита и функциональной активностью ядра. Клетки приобретали округлые очертания, размеры ядра увеличивались, что привело к росту ядерно-цитоплазматического отношения (NCR) на фоне снижения интенсивности флуоресценции SYBR Green I. Допускается, что это связано с изменением состояния цитоскелета и активизацией транскрипционных процессов.

Исследована трансмуральная последовательность деполяризации свободных стенок желудочков сердца крыс линии Вистар при увеличении частоты сердечных сокращений на фоне золетил ксилазинового наркоза. Увеличение частоты сердечных сокращений вызывали посредством предсердной электрической стимуляции. Золетил-ксилазиновый наркоз при внутримышечном введении в дозе 0.15 мг/кг золетила и 3 мг/кг ксилазина вызвал значительный отрицательный хронотропный эффект с резко выраженной брадикардией, характеризующейся уменьшением частоты сердечных сокращений от исходной в два раза. При сниженном синусно-предсердном ритме с частотой 237 ± 34 уд/мин первоначально деполяризовались субэндокардиальные слои, затем интрамуральные и далее субэпикардиальные слои левой и правой свободных стенок желудочков сердца. Области оснований свободных стенок желудочков деполяризовались позже верхушечных областей приблизительно на 2–4 мс также движением волны активации от эндокарда к эпикарду. При увеличении частоты сердечных сокращений последовательность и трансмуральный градиент деполяризации не изменялись. Вместе с тем увеличение частоты стимуляции от 300 до 500 уд/мин приводило к уменьшению времени прибытия волны деполяризации к субэндокардиальным, интрамуральным и субэпикардиальным слоям стенок левого и правого желудочков. Несмотря на депрессивное действие золетил-ксилазинового наркоза на сердце и его хронотропную функцию, при высокой частоте предсердной электрической стимуляции градиент деполяризации от эндокарда к эпикарду и от верхушки к основанию желудочков сохранялся, происходили лишь незначительные изменения длительности процесса трансмуральной деполяризации стенок желудочков сердца. Это свидетельствует о резистентности активации желудочков сердца крыс линии Вистар к токсическому действию золетил-ксилазинового наркоза.

Тета-осцилляции гиппокампа являются ключевым сетевым паттерном активности, вовлеченным в реализацию таких функций, как пространственная навигация, обучение и память. У животных in vivo тета-осцилляции гиппокампа демонстрируют билатеральную синхронизацию. Осцилляции в тета-частотном диапазоне также были описаны в интактных препаратах гиппокампа in vitro. Однако остается неясным, каким образом тета-осцилляции синхронизируются между левым и правым гиппокампами. Для исследования этого вопроса был использован препарат интактных гиппокампов, соединенных вентральными гиппокампальными комиссурами in vitro, полученных от ювенильных и взрослых крыс или мышей. Локальные полевые потенциалы и спайковая активность нейронов регистрировались с помощью внеклеточных электродов из слоя пирамидных клеток и stratum radiatum СА1 области левого и правого гиппокампа. Было обнаружено, что активность нейронной сети в левом и правом гиппокампе организована в тета-осцилляции, которые модулируют спайковую активность СА1 нейронов. Как спайковая активность СА1 нейронов, так и полевые тета-осцилляции демонстрировали высокий уровень двусторонней синхронизации в левом и правом гиппокампах. После хирургического рассечения вентральной комиссуры тета-осцилляции сохранялись с обеих сторон, но их двусторонняя синхронизация полностью устранялась. Таким образом, тета-осцилляции синхронизированы в левом и правом гиппокампах in vitro, и билатеральная синхронизация тета-осцилляций in vitro обеспечивается межгиппокампальными комиссуральными связями.

Проведено исследование влияния световой депривации на возрастные изменения массы тела, кормо- и водопотребления, а также активности пищеварительных ферментов в тканях поджелудочной железы у самцов крыс. Животные были разделены на три группы: первая находилась в стандартном регулярно чередующемся освещении (12 ч свет/12 ч темнота, контроль, LD), вторая содержалась в условиях длительной световой депривации с момента рождения (LD/DD), а третья – с периода эмбрионального развития (DD/DD). Длительное пребывание крыс в условиях световой депривации приводило к нарушению возрастной динамики изученных показателей, при этом обнаруженные изменения в ответ на специфический световой режим различались в зависимости от того, на каком этапе онтогенеза начиналось его воздействие. Так, масса тела (возраст 3 и 18 мес) и потребление корма и воды (12 мес), активности амилазы и липазы (18 месяцев) были ниже, а активности протеаз после окончания стадии стабильного роста (12, 18 и 24 мес) были выше у крыс в LD/DD режиме, чем у LD. Значительные изменения изученных показателей наблюдались в условиях DD/DD в возрасте 12 и 18 мес – масса тела была максимальна, а потребление корма и воды минимальны по сравнению с LD и LD/DD. В дополнение у крыс в DD /DD отмечены максимальная активность амилазы (1 и 6 месяцев) и более высокие значения общей протеолитической активности в период стабильного роста (6 и 12 мес) по сравнению с контролем. Таким образом, в результате настоящего исследования показано, что световая депривация нарушает онтогенетическую программу развития пищеварительной системы млекопитающих.