Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 111, № 11 (2025)
ОТ РЕДАКТОРА СПЕЦВЫПУСКА
МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ ВИСЦЕРАЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ
Аннотация
Специальный выпуск Российского физиологического журнала им. И.М. Сеченова посвящен рассмотрению вопросов механизмов регуляции функций висцеральных систем человека и животных в норме и патологии, что является одним из наиболее актуальных и динамично развивающихся направлений современной физиологии и медицины.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(11):1699-1703
1699-1703
ОБЗОРНЫЕ СТАТЬИ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СИМПАТИЧЕСКИХ ГАНГЛИОНАРНЫХ НЕЙРОНОВ В ОНТОГЕНЕЗЕ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ
Аннотация
Нейроны симпатических пре- и параметрсбральных ганглиев различаются по своим электрофизиологическим свойствам, что способствует выполнению ими различных функций. Выделяют два основных электрофизиологических типа симпатических ганглионарных нейронов у различных млекопитающих: фазические и тонические. Развитие современных методов исследования, включая патч-кламп, позволили уточнить ранее полученные сведения об основных электрофизиологических характеристиках нейронов путем прокалывания мембраны при помощи внутриклеточных тонких стеклянных микроэлектродов. Различные особенности импульсации симпатических нейронов являются результатом дифференциальной экспрессии потенциал-зависимых ионных каналов, связанных с различными токами: входящими INa (натриевым тетродоксин-чувствительным и нечувствительным), ICa (кальциевым), IH (активируемым гиперполяризацией неселективным катионным током), ICaCl (кальций-зависимым хлорным током), а также выходящими калиевыми токами: IDR (задержанного выпрямления), IAHP (следовой гиперполяризации), IA (быстрым выходящим), IM (медленно активирующимся, не инактивируемым выходящим током). В настоящем обзоре описан вклад различных каналов в возбудимость симпатических нейронов, их изменения в постнатальном онтогенезе, а также изменения электрофизиологических характеристик ганглионарных нейронов при патологических процессах.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(11):1704–1727
1704–1727
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ОСОБЕННОСТИ НЕЙРОНАЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ ОБРАБОТКИ ВИСЦЕРАЛЬНЫХ БОЛЕВЫХ СИГНАЛОВ В БАЗОЛАТЕРАЛЬНОЙ АМИГДАЛЕ У КРЫС С КИШЕЧНОЙ ГИПЕРАЛГЕЗИЕЙ ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ИЛИ СТРЕССОРНОГО ГЕНЕЗА
Аннотация
Усиление болевой чувствительности кишки (кишечная гипералгезия) может являться следствием кишечного воспаления или перенесенного стресса. Оба состояния связывают с дисфункцией базолатеральной амигдалы (БЛА), поскольку они сопровождаются нейрохимическими и молекулярными перестройками в ней. Однако сопутствующие изменения в нейрональных механизмах контроля БЛА висцеральной ноцицепции и их возможная специфика для поствоспалительной и постстрессорной гипералгезий остаются неясными. Целью исследования являлась сравнительная оценка изменений в функциональных свойствах реактивных к висцеральной боли нейронов БЛА и влияниях на них инфралимбической области медиальной префронтальной коры (ИК), которые возникают после кишечного воспаления или стресса. Работа выполнена на самцах крыс Вистар: 1) контрольных, 2) перенесших экспериментальный колит и 3) подвергнутых длительному эмоционально-болевому стрессу. У животных разных групп в бодрствующем состоянии оценивали кишечную гипералгезию посредством регистрации висцеромоторной реакции на болевое колоректальное растяжение (КРР), а под общей анестезией – производили микроэлектродную регистрацию фоновой импульсной активности нейронов БЛА и их реакций на КРР до и после электростимуляции ИК. Установлено, что крысы постколитной и стрессированной групп демонстрируют кишечную гипералгезию, которая больше выражена после стресса. Постколитное состояние ассоциировано со снижением, а постстрессорное – с повышением частоты фоновой активности нейронов БЛА. Впервые показано, что в обоих случаях усиливается реактивность нейронов БЛА, отвечающих на КРР возбуждением или торможением, к стимулирующим влияниям ИК. Для постколитного периода характерно усиление активирующего действия ИК на тормозящиеся при КРР нейроны БЛА, а для постстрессорного – на возбуждающиеся и тормозящиеся ноцицептивные клетки. Выявленные в БЛА нейрональные перестройки могут приводить к присущим поствоспалительной или постстрессорной кишечным гипералгезиям нарушениям в амигдалярном контроле сенсорного и эмоционального компонентов висцеральной боли и являться специфическими мишенями при лечении таких состояний в клинике.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(11):1728–1749
1728–1749
АНАЛИЗ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ В ЛЕГКИХ КРЫС С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ХРОНИЧЕСКОЙ ТРОМБОЭМБОЛИЧЕСКОЙ ЛЕГОЧНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ
Аннотация
Хроническая тромбоэмболическая легочная гипертензия (ХТЭЛГ) остается тяжелым заболеванием с низкими показателями выживаемости у неоперабельных пациентов, несмотря на успехи в лечении. Молекулярные механизмы, лежащие в основе патогенеза ХТЭЛГ, не полностью изучены, что требует дальнейших исследований для выявления новых терапевтических мишеней. Несмотря на то, что разработано множество моделей ХТЭЛГ на животных, для установления их клинической значимости требуется демонстрация молекулярной биоэквивалентности с патофизиологическими процессами человека, в частности посредством соответствия профилей экспрессии генов. Цель работы – проанализировать дифференциальную экспрессию генов в тканях легких крыс при моделировании ХТЭЛГ введением альгинатных микросфер и оценить возможность применения данной модели для изучения новых терапевтических подходов при ХТЭЛГ. ХТЭЛГ была смоделирована у крыс линии Wistar с помощью повторных внутривенных инъекций биодеградируемых альгинатных микросфер. Транскрипционный профиль в образцах легочной ткани, взятых у крыс с ХТЭЛГ на 2-й и 6-й неделях, а также крыс контрольной группы, был проанализирован с помощью технологии высокопроизводительного секвенирования РНК. Дифференциально экспрессируемые гены (ДЭГ) были идентифицированы с использованием DESeq2. Валидацию изменения экспрессии генов проводили методом ПЦР с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР). Транскриптомный анализ выявил, что при моделировании ХТЭЛГ на 2-й неделе повышалась экспрессия генов, связанных с воспалением, тогда как на 6-й неделе наблюдалось снижение экспрессии генов, ассоциированных с внеклеточным матриксом. Анализ факторов транскрипции выявил преимущественное регулирование промоторов ДЭГ белками семейства цинковых пальцев С2Н2: Zfp278 и KIf5, что предполагает их участие в клеточном ответе при формировании ХТЭЛГ. Анализ экспрессии генов Cav1, Eng, vWF, Gja5 методом ОТ-ПЦР на большей выборке образцов ткани легких подтвердил динамику изменения экспрессии, выявленную при анализе транскриптома. Проведенное исследование выявило динамические транскрипционные изменения при формировании ХТЭЛГ у крыс, включая дисрегуляцию генов внеклеточного матрикса, воспаления и эндотелиальной дисфункции, что соответствует современным представлениям патогенеза ХТЭЛГ. Полученные данные демонстрируют сопоставимость разработанной животной модели на крысах с течением ХТЭЛГ у людей на уровне изменения транскрипционного профиля.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(11):1750–1766
1750–1766
СТИМУЛЯЦИЯ АЛЬФА2-АДРЕНОРЕЦЕПТОРОВ НА ФОНЕ БЛОКАДЫ IF НА ЭТАПАХ ФОРМИРОВАНИЯ АДРЕНЕРГИЧЕСКОЙ ИННЕРВАЦИИ СЕРДЦА
Аннотация
В разные периоды постнатального развития компоненты вегетативной нервной системы, включая специфические рецепторы и нейромедиаторы, принимающие участие в контроле функций сердечно-сосудистой системы, характеризуются значительной динамикой и вариабельностью. В организме человека и животных α2-адренорецепторы (α2-АР) и ток, активируемый гиперполяризацией (If), широко распространены и участвуют в регуляции многих функций, однако их модулирующая роль на этапах становления и развития адренергической регуляции развивающегося сердца изучена недостаточно. Исследование проводилось на изолированном сердце 1-, 3-недельных и взрослых половозрелых белых крыс. Изучались частота сердечных сокращений (ЧСС) и коронарный поток (КП) изолированного по Лангендорфу сердца крыс при активации α2-АР клонидином гидрохлоридом (10-6 M) на фоне введения блокатора If ZD7288 (10-9 M, 10-5 M). В группе новорожденных крысят активация α2-АР вызывала разнонаправленное изменение КП, на фоне действия блокатора If (10-9 M) достоверно увеличивался КП, а на фоне блокады If (10-5 M) наблюдалась разнонаправленная динамика изменения КП. В группе 3-недельных крысят стимуляция α2-АР уменьшала КП, а на фоне предварительной блокады If динамика КП изменялась на положительную. У взрослых крыс активация α2-АР на фоне блокады If вызывала уменьшение КП. Агонист α2-АР приводил к разнонаправленному изменению ЧСС в группах новорожденных и взрослых крыс, лишь у 3-недельных крысят наблюдалось урежение ЧСС. Стимуляции α2-АР на фоне блокады If не изменяла динамики ЧСС в группе 3-недельных крыс и отменяла разнонаправленные изменения ЧСС у взрослых и новорожденных животных, вызывая только уменьшение ЧСС у взрослых и увеличение ЧСС у новорожденных. Полученные результаты показали, что α2-адренергическая регуляция сердца модулируется If, степень и направленность эффектов зависят от уровня сформированности симпатической иннервации сердца.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(11):1767-1779
1767-1779
СРАВНЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ В ПОРТАЛЬНОЙ ВЕНЕ И ПЕЧЕНОЧНОЙ АРТЕРИИ У МЫШЕЙ ПРИ ПОРТАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ, ВЫЗВАННОЙ ПЕРЕВЯЗКОЙ ОБЩЕГО ЖЕЛЧНОГО ПРОТОКА
Аннотация
Портальная гипертензия (ПГ) развивается при различных заболеваниях печени и сопровождается нарушениями кровоснабжения этого органа. Целью данной работы стало сравнение влияния ПГ на изменения сосудов, которые приносят кровь в печень – портальной вены и печеночной артерии. У самцов мышей C57Bl/бJ моделировали ПГ путем перевязки общего желчного протока, в контрольной группе проводили ложную операцию. Спустя три недели животных подвергали эвтаназии, взвешивали органы (печень и селезенку), брали образцы крови (для биохимических анализов) и печени (для исследования экспрессии генов методом количественной ПЦР). Кроме того, выделяли портальную вену и печеночную артерию для исследования реакций в изометрическом миографе или анализа экспрессии генов. Развитие печеночной патологии было подтверждено по увеличению массы печени (относительно массы тела), изменениям показателей биохимии крови (увеличение активности АЛТ и щелочной фосфатазы, содержания общего билирубина, прямого билирубина и общего холестерина) и повышению экспрессии генов-маркеров фиброза ткани (Acta2 и Mmp9). Масса селезенки у мышей с перевязкой желчного протока была увеличена по сравнению с контрольной группой, что характерно для ПГ. Портальная вена мышей с ПГ демонстрировала увеличение максимального сократительного ответа на U46619 (агонист рецепторов тромбоксана А2) и одновременно снижение чувствительности к этому агонисту, уменьшение ацетилхолин-опосредованного расслабления и повышение чувствительности к оксиду азота. Также наблюдалось снижение сократительных ответов вены на АТФ, которое сопровождалось повышением экспрессии генов, кодирующих белки пуринергической сигнальной системы (Panx1, P2rx1, P2rx4 и Nt5e). В печеночной артерии мышей с ПГ значимых функциональных изменений выявлено не было. Полученные данные свидетельствуют о преимущественном вовлечении портальной вены на ранних стадиях ПГ и подчеркивают ее ключевую роль в сосудистой дисфункции при патологиях печени.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(11):1780–1796
1780–1796
ВЛИЯНИЕ СЕРОВОДОРОДА И ОКСИДА АЗОТА НА СОКРАЩЕНИЯ ТОЩЕЙ КИШКИ КРЫСЫ В МОДЕЛИ СИНДРОМА РАЗДРАЖЕННОГО КИШЕЧНИКА
Аннотация
Синдром раздраженного кишечника (СРК) – функциональное, многофакторное расстройство желудочно-кишечного тракта, характеризующееся нарушением моторики кишечника и внецеральной гиперчувствительностью. Целью исследования явился анализ влияния H2S и NO на спонтанные сокращения тощей кишки крыс с моделью СРК. СРК вызывался неонатальной материнской депривацией и верифицировался оценкой внецеральной гиперчувствительности. Спонтанные сокращения изолированного препарата тощей кишки крысы регистрировались в изометрических условиях. У крыс с СРК амплитуда спонтанных сокращений и тонус препарата были ниже, чем в группе контроля, без изменения частоты спонтанных сокращений. Донор H2S – гидросульфид натрия (NaHS) оказывал ингибирующее действие на сокращения тощей кишки в контроле, тогда как в группе СРК угнетающие эффекты NaHS не проявлялись. Донор NO – нитропруссид натрия (SNP) вызывал угнетение амплитуды в обеих группах и уменьшал угнетающие эффекты NaHS в контрольной группе. Ингибитор синтазы оксида азота (NOS) – L-NAME приводил к повышению амплитуды спонтанных сокращений в обеих группах с более выраженными эффектами в группе СРК. В условиях блокирования NOS наблюдали восстановление ингибирующего действия NaHS на амплитуду спонтанных сокращений в группе СРК. В группе СРК экспрессия цистатионин-β-синтазы (CBS), уровень сульфидов и активность ферментов синтеза H2S в тканях тощей кишки крысы были ниже, тогда как экспрессия нейрональной NOS и концентрация метаболитов NO были повышены по сравнению с контролем. Предположено, что при СРК вследствие избыточного синтеза NO происходят изменения активности CBS, сигнальных путей и/или мишеней, через которые действует H2S, что приводит к нарушению моторики тощей кишки и обуславливает симптомы усиления перистальтики при СРК диарейного типа (СРК-Д).
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(11):1797–1813
1797–1813
ИЗМЕНЕНИЕ БАРЬЕРНЫХ СВОЙСТВ ТОЩЕЙ И ТОЛСТОЙ КИШКИ КРЫСЫ ПОСЛЕ ГИПОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ
Аннотация
Барьерные свойства кишечного эпителия играют важную роль в поддержании гомеостаза, однако становятся уязвимыми при кислородной недостаточности. В данной работе исследовано влияние гипобарической гипоксии (соответствующей подъему на высоты 3000 и 6000 м) на морфологические параметры и барьерную функцию тощей и толстой кишки крыс. Эксперименты проводились с использованием барокамеры и включали в себя гистологический анализ, электрофизиологические измерения в камере Уссинга, оценку уровня белков плотных контактов (клаудинов-1 и -2) методом вестерн-блотинга и их локализацию методом иммуногистохимии. Установлено, что гипобарическая гипоксия вызывает время- и сегмент-специфические изменения морфометрических параметров, барьерных характеристик и уровня клаудинов. В тощей кишке через 3 ч нарушалась структура ворсинок и снижался уровень клаудина-2, в толстой – изменялась глубина крипт, снижался уровень клаудина-1 и трансэпителиальное сопротивление. Через 24 ч после воздействия гипоксии (3000 м) наблюдалось частичное восстановление функций тощей кишки, тогда как после воздействия более выраженной гипоксии (6000 м) адаптация в толстой кишке не наступала. Полученные данные подчеркивают высокую чувствительность кишечного барьера к гипоксическому стрессу и его различную реакцию в зависимости от анатомического сегмента. Результаты могут быть полезны при разработке превентивных стратегий, направленных на защиту кишечного барьера в условиях гипоксии, включая высотные экспедиции или патологические состояния, связанные с нарушением кислородного снабжения.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(11):1814-1827
1814-1827
ПРОАРИТМИЧЕСКАЯ МЕХАНОМОДУЛЯЦИЯ ХОЛИНЕРГИЧЕСКОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ СТРУКТУР ПРАВОГО ПРЕДСЕРДИЯ У НОРМО- И ГИПЕРТЕНЗИВНЫХ КРЫС
Аннотация
Артериальная гипертензия (АГ) является ведущим модифицирующим фактором риска смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. Системная или легочная АГ также служит значимым фактором, стимулирующим возникновение фибрилляции предсердий (ФП). Патофизиологические механизмы, лежащие в основе взаимоусиливающей связи между АГ и ФП, многогранны, обусловлены структурным, биохимическим и электрическим ремоделированием предсердий. Около 20% случаев ФП обусловлены возникновением эктопической активности в структурах правого предсердия (ПП), включающего естественный доминантный ритмоводитель сердца – синоатриальный узел (САУ), а также аритмогенный миокард стенки полых вен. Механизмы, стимулирующие возникновение профибрилляторных очагов в правом предсердии, при механическом воздействии, вызванном АГ, остаются малоизученными. Целью данной работы стало исследование проаритмической механомодуляции электрофизиологических свойств уязвимых зон миокарда ПП, а также восприимчивости к холинергическим воздействиям. Эксперименты проводили с использованием изолированных тканевых препаратов ПП крыс стока Wistar (400 ± 50 г, n = 16), а также спонтанно-гипертензивных крыс стока SHR (САД: 180–220 мм рт. ст., 300 ± 50 г, n = 10), включающих сино-атриальный узел (САУ), устье и дистальную часть верхней полой вены (ВПВ) и демонстрирующих автоматическую активность. С помощью техники многоканальных микроэлектродных отведений проводили одновременную регистрацию потенциала покоя и спонтанных потенциалов действия (ПД) в предсердной и дистальной части ВПВ в контрольных условиях, а также при механическом нагружении/растяжении, сопровождаемом действием ацетилхолина (АЦХ). Длительность ПД в ВПВ гипертензивных крыс существенно меньше, чем у нормотензивных. Частота спонтанных ПД в САУ крыс SHR ниже, чем у Wistar. Отрицательный хронотропный эффект, вызываемый АЦХ у гипертензивных крыс, значимо больше, чем у нормотензивных. Механическое нагружение/растяжение вызывает деполяризацию (до –60 ± 5 мВ), снижение амплитуды ПД, подавление проведения возбуждения и блоки проведения возбуждения в ВПВ. Вышеуказанные эффекты в ВПВ крыс SHR развиваются при существенно меньшем механическом воздействии, чем у крыс Wistar. Механическое нагружение/растяжение увеличивает синусовый ритм в препаратах нормотеизивных крыс (длина цикла: −14 ± 3%, n = 16, p < 0.01), но вызывает его снижение в препаратах крыс SHR (+20 ± 9%, p < 0.01). Механомодуляция усиливает отрицательный хронотропный эффект АЦХ. Это усиление существенно более выражено у крыс SHR, чем у нормотеизивных животных: при нагружении/растяжении АЦХ подавляет синусовый ритм в 100% экспериментов у SHR и только в 50% у нормотеизивных крыс. В контрольных условиях миокард ПП нормотеизивных крыс и крыс SHR демонстрирует различные биоэлектрические свойства и разную чувствительность к АЦХ. САУ и ВПВ у крыс SHR более чувствительны к механомодуляции. Механическое растяжение/нагружение усиливает чувствительность САУ к холинергической стимуляции.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(11):1828-1843
1828-1843
БАРЬЕРНЫЕ СВОЙСТВА ЭПИТЕЛИЯ КИШКИ В ДИНАМИКЕ РАЗВИТИЯ НЕФРОПАТИИ
Аннотация
В работе исследовано влияние 5/6 нефрэктомин на барьерные свойства тощей и толстой кишки крыс в длительном послеоперационном периоде (два, четыре и шесть месяцев). Показано, что у животных с дисфункцией почки развивалась прогрессирующая азотемия, гипернатриемия и гиперкалиемия, увеличивались уровни хремических токсинов (триметиламин и триметиламин-N-оксид) и артериальное давление. Через два месяца после нефрэктомин в тощей кишке наблюдалось снижение тока "короткого замыкания" и повышение парацеллюлярной проницаемости для флуоресцения натрия, однако трансэпителиальное сопротивление (ТЭС) не изменялось. В толстой кишке на этом сроке отмечалось повышение ТЭС и проницаемости при снижении тока "короткого замыкания". На четвертом месяце у тощей кишки сохранялись морфологические изменения воронюк и крипт, но барьерная функция стабилизировалась за счет компенсаторного повышения уровня окклюдина и снижения клаудина-1. В толстой кишке сохранялась повышенная проницаемость без значимых изменений в уровне изученных белков плотных контактов. Через шесть месяцев после нефрэктомин различия в проницаемости и содержании белков плотных контактов по сравнению с контролем нивелировались, хотя морфологические нарушения эпителия сохранялись. Результаты проведенного исследования показывают способность кишечного эпителия восстанавливать свойства кишечного барьера после проведенной нефрэктомин.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(11):1844–1859
1844–1859
СЕГМЕНТ-СПЕЦИФИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ЛИПОПОЛИСАХАРИДА НА УРОВЕНЬ КАНАЛОВ TRPV1 И TRPA1 В ТОЛСТОЙ КИШКЕ КРЫСЫ
Аннотация
Исследование молекулярных механизмов интероцепции болевых сигналов остается актуальной проблемой висцеральной физиологии. Одним из видов болевой чувствительности являются хронические абдоминальные боли, возникающие при заболеваниях желудочно-кишечного тракта и часто продолжающиеся после их завершения. Развитие абдоминального болевого синдрома инициируется запуском молекулярных изменений в стенке кишки, детали которого остаются не исследованными. Каналы транзиторного рецепторного потенциала (TRP), а именно TRPV1 и TRPA1, расположены в нервных клетках энтеральной нервной системы и участвуют в формировании ощущения висцеральной боли и гиперчувствительности. Толстая кишка крыс имеет неравномерное распределение этих каналов на протяжении своей проксимально-дистальной оси. Предполагается, что эти каналы могут быть вовлечены в начальные этапы формирования абдоминальной болевой чувствительности. Целью данного исследования было изучение сегмент-специфического изменения уровня каналов TRPV1 и TRPA1 при инициации воспаления однократным введении липополисахарида (ЛПС). В исследовании использовали тест на болевую чувствительность "холодная и горячая пластина", методы морфометрического анализа, регистрацию электрофизиологических параметров в камере Уссинга и вестерн-блот для оценки уровня белков TRPA1 и TRPV1. Однократное введение ЛПС приводит к уменьшению уровня TRPA1 в восходящем и в нисходящем отделах толстой кишки. В восходящем отделе изменения уровня TRPV1 не выявлено, в то же время в нисходящем отделе зарегистрировано значительное увеличение уровня TRPV1. В тесте "горячая и холодная пластина" изменения ноцицепции не наблюдалось. Таким образом, в прямой модели ЛПС-токсичности было установлено сегмент-специфическое изменение уровня TRPV1- и TRPA1-каналов.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(11):1860-1874
1860-1874