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

Том 109, № 9 (2023)

Обложка

Весь выпуск

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

ОБЗОРНЫЕ И ПРОБЛЕМНЫЕ СТАТЬИ

Методы адаптивной нейростимуляции с обратной связью: особенности, достижения и перспективы развития

Федотчев А.И.

Аннотация

Анализируется интенсивно развивающийся в последние годы инновационный подход к организации стимуляционных процедур – адаптивная нейростимуляция, при которой параметры сенсорной стимуляции автоматически управляются сигналами обратной связи от собственных физиологических характеристик человека. Рассмотрены эффекты применения инвазивных и неинвазивных магнитных и электрических воздействий, а также акустической и аудиовизуальной стимуляции с обратной связью от ритмических процессов человека. На многочисленных примерах продемонстрированы особенности и достижения нового подхода при лечении различных психосоматических расстройств и когнитивной реабилитации человека, намечены перспективы развития данных технологий. Представлены результаты собственных исследований автора в этом направлении.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(9):1151-1166
pages 1151-1166 views

Маркеры нейроонтогенеза в гипочувствительный к стрессу период: сравнение у лабораторных грызунов и человека

Манолова А.О., Гуляева Н.В.

Аннотация

В настоящее время не вызывает сомнений, что целый ряд заболеваний психоневрологического спектра ассоциированы со стрессом в детском возрасте. Для изучения механизмов раннего стресса используют различные модели на лабораторных грызунах, позволяющие получить данные о механизмах патогенеза психопатологий, которые невозможно исследовать на людях. Для успешной трансляции данных необходимо, в частности, сравнение процессов нейроонтогенеза в момент предъявления воздействия и последующие периоды. В литературе немало сравнительных исследований, касающихся развития нейронов и нейрональных сетей, а также изменений гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси. В последние годы достоверно показано, что важным участником как развития мозга, так и его реакции на стресс являются глиальные клетки. Подкрепляется мнение о том, что именно микроглия и астроциты представляют наиболее перспективные мишени для терапевтического воздействия при стресс-зависимых заболеваниях. Тем не менее, до сих пор отсутствуют сравнительные аналитические исследования, охватывающие как стресс-реализующие системы, так и нейрональные и глиальные маркеры развития. Данный обзор, заполняющий этот пробел, может дать новый ракурс для рассмотрения проблем моделирования детского стресса и трансляции полученных данных. Представленный анализ суммирован в сравнительной схеме основных событий нейроонтогенеза лабораторных грызунов и человека в гипочувствительный к стрессу период, эта схема дополняет существующее представление о соответствии этапов развития мозга у лабораторных грызунов и человека. Представленные данные позволяют наметить точки роста и ставят новые вопросы перед исследователями стресса в раннем онтогенезе.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(9):1167-1184
pages 1167-1184 views

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Механизмы антипролиферативного действия стрептококковой аргининдеиминазы в отношении клеток лимфобластной лейкемии линии Jurkat

Старикова Э.А., Маммедова Д.Т., Ожиганова А., Бурова Л.А., Кудрявцев И.В.

Аннотация

Стратегия депривации аргинина рассматривается как перспективное направление терапии раковых заболеваний. Целью исследования было изучение влияния аргининдеиминазы пиогенного стрептококка на клетки лимфобластной лейкемии Jurkat. Для этого сравнивали эффекты супернатантов разрушенных стрептококков исходного штамма, экспрессирующего аргининдеиминазу, и его изогенного мутанта с инактивированным геном аргининдеиминазы – arcA. Пролиферацию клеток оценивали в МТТ-тесте. Остальные параметры исследовали с помощью проточной цитометрии. Распределение клеток по фазам клеточного цикла изучали с использованием ДНК-связывающего красителя DAPI и антител против циклина А2. Интенсивность аутофагии оценивали с помощью реагента LysoTracker™ Green DND-26. Для оценки жизнеспособности клетки докрашивали DAPI. Исследования показали, что стрептококковый фермент подавлял пролиферативную активность клеток Jurkat, повышал долю клеток в фазах покоя G0/G1, снижал долю клеток в фазах синтеза S/G2 и усиливал аутофагию без снижения жизнеспособности. Добавка аргинина нивелировала эффекты аргининдеиминазы. Полученные результаты открывают возможность использования аргинин-гидролизующей активности стрептококкового фермента для сочетанной терапии онкологических заболеваний.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(9):1185-1198
pages 1185-1198 views

Анализ поведения и плотности нейронов в головном мозге мышей B6.Cg-Tg(Prnp-SNCA*A53T)23Mkle/J-модели болезни Паркинсона

Рожкова И.Н., Окотруб С.В., Брусенцев Е.Ю., Рахманова Т.А., Лебедева Д.А., Козенева В.С., Хоцкин Н.В., Амстиславский С.Я.

Аннотация

Болезнь Паркинсона (БП) является прогрессирующей возрастной нейродегенеративной патологией центральной нервной системы, при которой происходит избирательная потеря дофаминергических нейронов нигростриарного пути и для которой характерно наличие специфических включений (телец Леви) в дофаминовых нейронах. Для изучения механизмов возникновения данной патологии и для поиска возможных путей ее коррекции созданы генетические модели БП на мышах. Трансгенные мыши линии B6.Cg-Tg(Prnp-SNCA*A53T)23Mkle/J (далее в тексте B6.Cg-Tg) имеют мутацию A53T в гене альфа-синуклеина человека и представляют собой модель БП. Целью данной работы было исследование локомоторной активности и уровня тревожности, а также плотности нейронов в головном мозге самцов мышей линии B6.Cg-Tg в возрасте шести месяцев. В качестве контроля были использованы мыши C57BL/6J (дикий тип) того же пола и возраста. Полученные результаты показывают, что для мышей B6.Cg-Tg характерна высокая двигательная активность и низкая тревожность. Наряду с этим у них было обнаружено избирательное снижение плотности нейронов в субвентрикулярной зоне, черной субстанции, а также зонах СА1, СА3, СА4 и гранулярном слое зубчатой извилины гиппокампа. Таким образом, мыши линии B6.Cg-Tg в возрасте шести месяцев лишь частично соответствуют основным патофизиологическим признакам БП, таким как снижение плотности нейронов в черной субстанции, а также в СА1 и СА3 зонах гиппокампа. Однако при этом у них отсутствует брадикинезия и тревожность.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(9):1199-1216
pages 1199-1216 views

Функциональное состояние брыжеечных артерий и сосудов микроциркуляторного русла кожи крыс с экспериментальной дисфункцией почек

Иванова Г.Т., Береснева О.Н.

Аннотация

У людей с хронической болезнью почек часто развиваются сердечно-сосудистые осложнения, среди которых отмечаются эндотелиальная дисфункция, артериальная гипертензия и атеросклероз. Целью данной работы было провести сравнительный анализ реактивности сосудов микроциркуляторного русла (МЦР) кожи, оцененной методом лазерной допплеровской флоуметрии и брыжеечных артерий у крыс с резекцией 5/6 массы почек. Крысы Wistar были разделены на две группы: животным NE-группы (n = 15) удаляли 5/6 массы ткани почек, контрольным животным SO-группы (n = 15) выполняли ложную операцию. Через 8 нед. проводили оценку реактивности микрососудов кожи крыс на ионофорез ацетилхолина (ACh) и нитропруссида натрия (NP). Через неделю у крыс в условиях in vivo оценивали влияние нефрэктомии на реактивность предварительно сокращенных фенилэфрином брыжеечных артерий при действии агонистов, используя микрофото- и видеорегистрацию диаметра. Показано, что нефрэктомия не влияет на среднюю величину перфузии в коже крыс в покое, однако изменяет структуру частотного диапазона спектра колебаний показателя МЦР, повышая величину эндотелиального, нейрогенного и миогенного тонуса. NE приводит к развитию эндотелиальной дисфункции брыжеечных артерий и сосудов МЦР кожи, которая выражается в снижении реактивности на действие эндотелий-зависимого (ACh) и независимого от эндотелия (NP) вазодилататоров. Таким образом, развитие экспериментальной дисфункции почек приводит к изменениям спектральных составляющих флуктуаций показателя МЦР в коже, указывающим на повышение тонических влияний различного генеза на сосуды. Нефрэктомия сопровождается снижением реактивности микрососудов кожи и брыжеечных артерий, однако корреляции между увеличением показателя МЦР и амплитудой релаксации брыжеечных артерий при действии вазодилататорных агонистов на данном сроке наблюдения отсутствуют.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(9):1217-1232
pages 1217-1232 views

Электрическое поле сердца на поверхности грудной клетки высококвалифицированных спортсменов в период начальной желудочковой активности

Ивонина Н.И., Рощевская И.М.

Аннотация

Статья посвящена исследованию электрического ремоделирования “спортивного сердца” с использованием многоканального ЭКГ-картирования для проведения более детального и информативного анализа процесса возбуждения миокарда, ремоделированного физическими нагрузками. Исследование электрической активности сердца проведено от 64 униполярных электродов на поверхности грудной клетки синхронно со стандартными отведениями от конечностей у высококвалифицированных лыжников-гонщиков (n = 15) и молодых нетренированных мужчин (n = 19) в состоянии покоя. Измеряли амплитудно-временные и пространственно-временные характеристики электрического поля сердца, по характерному типу распределения областей отрицательных и положительных потенциалов оценивали длительности деполяризации и ее отдельных фаз. На ЭКГII определяли длительности интервалов R–R, PQ (PR), QRS, QT, QTс (по формуле Базетта), в грудном отведении V5 – время внутреннего отклонения (ВВОV5). У спортсменов длительности интервалов PQII, QTII, QTcII были статистически значимо больше, чем у нетренированных мужчин. Анализ электрического поля сердца показал различие соотношения фаз деполяризации желудочков сердца у спортсменов и нетренированных лиц в покое. Начало деполяризации желудочков сердца и первая инверсия областей кардиопотенциалов у спортсменов были статистически значимо раньше, чем у неспортсменов, тогда как завершение и общая длительность периода деполяризации желудочков не различалась. У лыжников длительность первой инверсии была значимо больше, чем у нетренированных лиц, также показана тенденция к укорочению второго периода стабильного расположения потенциалов на поверхности торса. Использование поверхностного ЭКГ-картирования позволило выявить различия в пространственно-временной организации деполяризации желудочков сердца между лыжниками-гонщиками и нетренированными мужчинами в покое. Результаты исследования могут быть полезны при анализе электрического ремоделирования сердца у спортсменов, тренирующих физическое качество выносливость.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(9):1233-1246
pages 1233-1246 views

Ингибитор Na+/K+-АТФазы уабаин по-разному влияет на электрофизиологические характеристики возбуждающих и тормозных нейронов энторинальной коры

Проскурина Е.Ю., Синяк Д.С., Зайцев А.В.

Аннотация

Na+/K+-АТФаза обеспечивает поддержание потенциала покоя в нейроне и трансмембранного градиента катионов K+ и Na+, воздействуя таким образом на ионный транспорт и регулируя клеточный объем. Мутации генов Na+/K+-АТФазы, ослабляющие ее функционирование, если не являются летальными, могут приводить к существенным нарушениям функционирования нервной системы, в том числе к развитию эпилепсии. В разных классах нейронов экспрессируются различные формы Na+/K+-АТФазы, различающиеся по своим характеристикам. Поэтому ослабление функций Na+/K+-АТФазы может по-разному сказываться на функционировании тормозных и возбуждающих нейронов. В данной работе мы исследовали, какие электрофизиологические характеристики пирамидных клеток и быстроразряжающихся интернейронов изменяются под действием антагониста Na+/K+-АТФазы уабаина и как он влияет на синаптическую передачу. Мы выявили, что 5 мкМ уабаина деполяризует мембранный потенциал покоя обоих типов нейронов, уменьшает амплитуду и увеличивает длительность потенциала действия пирамидных нейронов. У быстроразряжающихся интернейронов уабаин уменьшал амплитуду следовой гиперполяризации. У обоих типов нейронов понижался порог генерации потенциала действия и ток, при котором возникает деполяризационный блок. Прочие электрофизиологические характеристики нейронов не менялись при добавлении уабаина. Кроме того, уабаин приводил к быстрому ослаблению ГАМКергической передачи, при этом на возбуждающую синаптическую передачу он не оказывал влияния. Эти новые данные об эффектах действия уабаина на возбуждающие пирамидные нейроны и тормозные интернейроны помогают лучше понять механизм изменения баланса возбуждения и торможения в нервных сетях при ослаблении функций Na+/K+-АТФазы.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(9):1247-1260
pages 1247-1260 views

Влияние гормонов нейрогипофиза на экскрецию белков почками

Каравашкина Т.А., Балботкина Е.В., Ковалева Т.В., Кутина А.В.

Аннотация

Вазопрессин (ВП) – один из основных факторов, влияющих на внутриклубочковую гемодинамику, фильтрационное давление и состояние мезангиальных клеток и способствующих прогрессированию протеинурии. Цель работы – изучение действия гормонов нейрогипофиза (ВП и окситоцин) на экскрецию белков почками. Эксперименты выполнены на крысах линии Вистар, здоровых и с микроальбуминурией, вызванной минимальными повреждениями гломерулярного фильтра. Микроальбуминурию моделировали введением метилового эфира D-нитроаргинина (D-NAME, 50 мг/кг, внутрибрюшинно). ВП (0.05 и 1.5 нмоль/кг) и окситоцин (0.15 нмоль/кг) вводили крысам внутримышечно, V2-антагонист (15 нмоль/кг) и V1a-антагонист (20 нмоль/кг) – внутрибрюшинно. Для снижения уровня эндогенного ВП животных напаивали водой (10 мл/кг), собирали мочу в течение 2 ч, анализировали уровень общего белка, альбумина, β2-микроглобулина и иммуноглобулина G (IgG). У здоровых крыс ВП в дозе 0.05 нмоль/кг и окситоцин не повлияли на экскрецию альбумина, а ВП в дозе 1.5 нмоль/кг спровоцировал микроальбуминурию. На модели нарушения свойств гломерулярного фильтра, вызванного введением D-NAME, ВП в дозе 0.05 нмоль/кг и окситоцин привели к нормализации экскреции альбумина, а ВП в дозе 1.5 нмоль/кг вызвал выраженную протеинурию (экскреция альбумина возросла в 100 раз, IgG – в 10 раз). Блокада V2-рецепторов усугубила потерю белка, вызванную D-NAME и ВП (1.5 нмоль/кг), а блокада V1a-рецепторов ее предотвратила. Таким образом, ВП при высокой концентрации в крови усиливает фильтрацию белков в почке. Этот эффект опосредован V1a-рецепторами и, в зависимости от барьерных свойств гломерулярного фильтра, приводит к развитию микроальбуминурии или выраженной протеинурии. Окситоцин и ВП в дозе, при которой он преимущественно активирует V2-рецепторы, оказывают антипротеинурическое действие. Выявленные эффекты нейрогипофизарных гормонов на экскрецию альбумина открывают новые перспективные терапевтические мишени для коррекции гломерулярных дисфункций.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(9):1261-1272
pages 1261-1272 views

Оценка зависимости “доза–ответ” при генотоксическом воздействии митомицина С на примере ApoE-нокаутных мышей

Асанов М.А., Шишкова Д.К., Поддубняк А.О., Синицкий М.Ю., Синицкая А.В., Хуторная М.В., Понасенко А.В.

Аннотация

Полихроматофильные эритроциты (ПХЭ) являются подходящей мишенью для оценки уровня острого и хронического генотоксического стресса в моделях in vivo. Для индукции генотоксического стресса в эксперименте широко применяется митомицин С (ММС) – алкилирующий агент, приводящий к образованию поперечных сшивок молекулы ДНК. Микроядерный тест в полихромных эритроцитах хорошо зарекомендовал себя в качестве стандартного анализа для оценки генотоксических эффектов на хромосомном уровне у мышей. Вместе с тем большинство имеющихся исследований направлено на изучение острого генотоксического стресса, обусловленного высокими дозами мутагенов, в то время как исследований, направленных на изучение хронического воздействия ММС, крайне мало. Цель данного исследования – определение генотоксического потенциала ММС без цитотоксического эффекта при хроническом воздействии на мышей, нокаутных по гену аполипопротеина Е (ApoE–/–). В исследование были включены четыре группы ApoE-нокаутных мышей, получавших инъекции двух различных доз ММС (0.1 и 0.5 мг/кг) в хвостовую вену один и три раза в неделю, а также две контрольные группы. Каждая группа состояла из четырех самок и одного самца. Для оценки генотоксических эффектов готовили препараты костного мозга, на каждом образце подсчитывали 1000 ПХЭ, выявляли ПХЭ с микроядрами и рассчитывали долю ретикулоцитов. Доза 0.5 мг/кг показала явный цитотоксический эффект, выраженный в нарушении эритропоэза, а именно в уменьшении доли ретикулоцитов. Доза 0.1 мг/кг вызывала выраженный генотоксический, но не цитотоксический эффект. Полученные в ходе настоящего исследования результаты могут быть полезны при выборе дозы ММС для проведения экспериментов, требующих моделирования хронического генотоксического стресса у лабораторных животных.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(9):1273-1281
pages 1273-1281 views

Влияние ингибиторов синтазы NO на выброс серотонина в медиальной префронтальной коре в ходе формирования и генерализации условной реакции страха у крыс

Саульская Н.Б., Сусорова М.А., Трофимова Н.А.

Аннотация

Серотониновая и нитрергическая системы медиальной префронтальной коры (мПК) вовлечены в контроль генерализации страха, но их локальное взаимодействие в ходе обеспечения этой функции исследовано мало. Целью работы было изучить влияние блокады эндогенных нитрергических сигналов на выброс серотонина в мПК во время формирования условной реакции страха (УРС – модель страха) и на динамику ее генерализации. В исследованиях на самцах крыс линии Спрег-Доули методами прижизненного внутримозгового микродиализа и высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией было установлено, что введения в мПК через диализную канюлю ингибитора NO-синтазы N-ω-нитро-L-аргинина (NA, 0.5 мМ) и селективного ингибитора нейронной NO-синтазы N-ω-пропил-L-аргинина (NPLA, 2мМ) уменьшают базальный уровень внеклеточного серотонина в мПК и снижают функциональный подъем этого показателя, вызываемый выработкой УРС (сочетание условного сигнала (CS+) с неизбегаемым болевым раздражением). Введения NA и NPLA увеличивали замирание животных на дифференцировочный сигнал (CS–), не ассоциируемый с болевым раздражением, при первом тестировании, проводимом через 70 мин после выработки УРС на фоне введения этих препаратов, но уменьшали этот показатель при повторном тестировании через сутки после введений, не изменяя замирание тех же животных на потенциально опасный CS+. Полученные данные свидетельствуют об участии эндогенного NO в активации выброса серотонина в мПК, вызываемого формированием реакции страха. Кроме того, они показывают, что блокада эндогенных нитрергических сигналов мПК, усиливающая первоначальную генерализацию реакции страха, способствует угасанию генерализованного страха, возможно, за счет торможения выброса серотонина в мПК.

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2023;109(9):1282-1294
pages 1282-1294 views

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах