Том 42, № 3 (2025): ТОМ 42, №3 (2025) Разнообразие нейрорегуляторных процессов (к 100-летию со дня рождения И.П. Ашмарина) (спецвыпуск, часть 1)

В статье представлены основные направления научной и педагогической деятельности академика РАМН И.П. Ашмарина в Ленинградском (Санкт-Петербургском) государственном университете, начиная с его приглашения на кафедру биохимии в 1963 году и до перевода в Москву. Показано дальнейшее развитие научных направлений, начало которым было положено блестящими идеями профессора И.П. Ашмарина.

Надежная работа нервно-мышечных контактов в дыхательной и локомоторной мускулатуре обусловлена способностью холинергических синапсов проявлять свойства пластичности при различных состояниях организма, в том числе, при высоком уровне физической активности, при возрастных изменениях и ряде нейродегенеративных заболеваний. Полученные в последние десятилетия экспериментальные данные указывают, что одним из важных регуляторных факторов, участвующих в обеспечении пре- и постсинаптической гомеостатической пластичности, является наличие симпатической иннервации нервно-мышечных синапсов. В обзоре рассматриваются доказательства близкой локализации симпатических нервных окончаний и нервно-мышечных контактов, эффекты симпатэктомии, активаторов и блокаторов адренергических рецепторов на параметры синаптической передачи в холинергическом синапсе и значение симпатической регуляции для сохранения эффективности работы синапса и всего нервно-мышечного препарата.

Обзор посвящен анализу опубликованных данных по нормализующей и протекторной активности семейства нейропротекторного пептида HLDF-6. Пептид HLDF-6 (TGENHR) соответствует фрагменту 41-46 белкового фактора дифференцировки HLDF (Human Leukemia Differentiation Factor). Нейропротекторный пептид HLDF-6 и его аналог пептид HLDF-6-H (TGEXHR, где X является Hse) проявляют нормализующую фармакологическую активность, мишенями которой являются NMDA и метаботропные рецепторы глутаматной, серотониновая и опиоидная системы, взаимодействуя с которыми реализуется нейропротекторная, ноотропная, анксиолитическая, дифференцирующая, противоопухолевая и антивозрастная активность этих пептидов. На клеточных и экспериментальных моделях болезни Альцгеймера, вызванных введением бета-амилоидного пептида Aβ25–35, а также трансгенной модели болезни Альцгеймера, использующей мышей линии B6C3-Tg(APPswe,PSEN1de9)85Dbo (Tg+), пептид HLDF-6 проявляет нейропротекторную и ноотропную активность. Хроническое применение пептида HLDF-6 в дозе 250 мкг/кг сопровождается нейропротекторным действием, нормализует стероидогенез и эффективно стимулирует выполнение когнитивных задач. На экспериментальной модели болезни Паркинсона (БП) пептид HLDF-6-H проявляет нейропротекторную, анксиолитическую и антидепрессивную активность. Хроническое применение пептида HLDF-6-H (интраназально, 3 недели, 300 мкг/кг/сут), восстанавливает уровень дофамина и его оборот в стриатуме, приводит к преодолению двигательных дисфункций, нормализует уровни мРНК нейротрофина BDNF и медиаторов воспаления TGFβ1, IL-1β и IFNγ в отделах головного мозга, а также нормализует концентрации стероидов и воспалительных факторов в кровяном русле. Пептид HLDF-6-H обладает терапевтическим потенциалом для создания на его основе фармацевтического препарата, предназначенного для лечения БП.

В настоящем обзоре на основе данных литературы и собственных экспериментальных исследований обобщены современные представления об антитромбоцитарных эффектах пептидов глипролинового ряда (глипролинов). Проанализированы уникальные свойства этих биорегуляторов, позволяющие им, наряду с основным нейропротективным действием в организме, осуществлять влияние на процессы сосудисто-тромбоцитарного гемостаза, которому и уделяется основное внимание. Представлены результаты исследований эффектов PGP, PG, сGP, PGP с добавлением в молекулу аргинина, лизина или лейцина, а также Семакса, Селанка, KKRRPGP, АКТГ(6-9)PGP на агрегационную активность тромбоцитов в норме и при метаболических нарушениях в организме. Обобщенные данные о свойствах рассмотренных пептидов позволяют сделать вывод о нейропротекторном и антитромбоцитарном действии глипролинов на организм, оценить возможность их применения в клинической практике для профилактики и комплексной терапии ишемического инсульта и других нейродегенеративных заболеваний.

Эндогенная опиоидная система, известная своей уникальной ролью в сложной картине нейрохимической регуляции физиологических функций и поведения, является яркой иллюстрацией концепции пептидного континуума, предложенной И.П. Ашмариным [1, 2]. Последним из опиоидных нейропептидов был открыт ноцицептин/орфанин (N/OFQ) – эндогенный лиганд ноцицептинового опиоид-подобного рецептора (NOP), функции которых многообразны и до сих пор недостаточно ясны. В отличие от активной экспрессии рецептора в различных областях мозга, экспрессия N/OFQ ограничена и преимущественно локализована в структурах, связанных со стрессом и регуляцией дофаминовой нейротрансмиссии. В этом обзоре представлен современный взгляд на роль N/OFQ и NOP в модуляции стресса и связанных с ним психических нарушений, в том числе, хронической боли и посттравматического стрессового расстройства. Доклинические исследования показывают, что использование как агонистов, так и антагонистов NOP может представлять собой перспективный подход к лечению этих заболеваний.

Проблема регуляции пищевого поведения сегодня приобретает все большую актуальность в связи с распространением ожирения и коморбидных с ним заболеваний. Ожирение увеличивает риск возникновения ряда болезней сердечно-сосудистой, дыхательной, опорно-двигательной систем, а также сопровождается нарушением эмоционального фона и развитием депрессивных состояний, что снижает качество жизни и ее продолжительность. Среди потенциальных фармакологических корректоров массы тела и пищевого поведения часто фигурируют эндогенные пептидные регуляторы, в частности обестатин и его производные. В настоящей работе было проанализировано влияние курсового интраназального введения двух модифицированных фрагментов обестатина 1–4 (FNAP) на массу тела, потребление корма и воды и ряд физиологических показателей функционального состояния организма крыс с целью оценить потенциальную ценность изученных фрагментов как основы для создания анорексигенных регуляторов. Было показано, что анорексигенный эффект гексапепида FNAPEP-NH₂ обусловлен снижением потребления корма, кроме того пептид оказывал анксиолитический и анальгетический эффекты и приводил к снижению двигательной активности экспериментальных животных. Снижение прироста массы тела под действием более длинного фрагмента FNAPVEP-NH₂ проявлялось на фоне не измененного потребления пищи и воды и не сопровождалось изменениями спонтанного поведения, уровня тревожности и болевого порога животных, что делает данный фрагмент предпочтительным в качестве основы при создании препаратов для регуляции пищевого поведения.

В зрелых моторных синапсах диафрагмы мыши регистрировали миниатюрные и вызванные стимуляцией диафрагмального нерва многоквантовые потенциалы концевой пластинки (МПКП и ПКП, соответственно). Агонист рецепторов, активируемых протеазами (PAR1) TFLLR-NH₂ (1 мкМ), увеличивал амплитуду МПКП, что предотвращалось ингибированием везикулярного ацетилхолинового транспортера везамиколом. TFLLR-NH₂ при ингибировании p75-рецепторов для продомена BDNF LM11A31 (100 нМ) увеличивал не только амплитуду МПКП, но и их частоту. Это свидетельствует о том, что при активации PAR1 вместе со зрелым BDNF, чье действие доминирует в моторных синапсах, секретируется из мышечных волокон и его продомен. Ингибитор внеклеточной матриксной металлопротеазы ММР-3 NNGH (10 мкМ) не предотвратил потенцирующее влияние TFLLR-NH₂ на амплитуду МПКП. Ингибирование внутриклеточной протеазы фурина BOS-318 (0.5 мкМ) в течение двух часов не влияло на параметры спонтанной и вызванной секреции АХ и оказалось неспособно предотвратить вызываемое TFLLR-NH₂ увеличение амплитуд МПКП. При пероральном введении BOS-318 (10 мг/кг) за сутки до электрофизиологических экспериментов агонист PAR1 утратил способность потенцировать нервно-мышечную передачу, что может говорить о выделении из мышечных волокон в таких условиях proBDNF. Сделано заключение, что в мышечных волокнах происходит внутриклеточное фурин-опосредованное созревание BDNF с образованием как самого нейротрофического фактора мозга, так и его продомена, обеспечивая их совместное ретроградное пресинаптическое действие при активации PAR1.

Согласно современным представлениям, состав и разнообразие кишечной микробиоты играют существенную роль в поддержании иммунитета, гомеостаза, и в целом физиологических функций организма хозяина. Дисбаланс оси кишечник-мозг из-за дисбактериоза кишечника связывают с рядом нейродегенеративных заболеваний, включая нарушения памяти и симптомы тревоги/депрессии. Целью настоящего исследования был анализ влияния масляной кислоты – одного из представителей короткоцепочечных жирных кислот, на тревожность и когнитивные функции у мышей после инъекции курса антибиотиков широкого спектра действия. Кроме того, был произведен анализ уровня окислительного стресса и нейровоспаления в тканях мозга и проницаемость гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) у мышей с введением антибиотиков и препарата масляной кислоты. Введение антибиотиков мышам-подросткам в течение двух недель приводило к изменениям в поведении, включая повышение горизонтальной двигательной активности, снижение исследовательской активности, непространственной и пространственной кратковременной памяти. Более того, нами были обнаружены высокий уровень окислительного стресса, нейровоспаление в тканях мозга и усиление проницаемости ГЭБ у мышей, получавших антибиотики. Пероральное введение препарата масляной кислоты предотвращало наблюдаемые изменения и улучшало не только поведенческие нарушения, но и снижало уровень окислительного стресса и воспаления в мозге.

Зимняя спячка (гибернация) – это форма адаптации некоторых млекопитающих, которая характеризуется значительным снижением скорости метаболизма и температуры тела, подавлением ряда физиологических функций. Она длится несколько месяцев и сопровождается периодическими пробуждениями, в ходе которых животные разогреваются, а биохимические и физиологические параметры возвращаются к эутермному уровню. Периодические переключения между двумя различными режимами функционирования организма (спячка ‒ пробуждение) сопровождаются значительными перестройками в метаболических путях и требуют гибких механизмов изменения каталитических свойств их ключевых ферментов. В данной работе изучена активность и кинетические параметры ЛДГ мозга сусликов в цикле спячка-пробуждение. Исследование показало, что спячка сопровождается существенным снижением каталитической эффективности ЛДГ, изменением характера концентрационной зависимости, повышением K_m и K_i, смещением позиции точки оптимума в область более высоких концентраций пирувата. Подавление активности ЛДГ в мозге в период спячки может предотвратить избыточное накопление лактата, снизить скорости гликолитического потока и потребление глюкозы в мозге, что позволит подавить электрическую активность нейронов, а также реализовать углевод-сберегающую стратегию. В динамике межбаутного пробуждения, уже на ранних его этапах (25°С), когда начинается подключаться активный термогенез, происходит скачкообразное повышение эффективности катализа фермента, в которое вклад могут вносить как повышение V_max, так и снижение K_m фермента. При полной нормализации температуры тела пробудившихся животных скорость катализа становится значительно выше контрольных значений. Это указывает на тесную связь фермента с высокой электрической активностью мозга и демонстрирует важную роль лактата в энергетике нейронов, синаптической пластичности мозга и синаптогенезе.

Проведен поиск ассоциаций черт темперамента (интроверсии/экстраверсии и нейротизма) с уровнем пролактина (ПРЛ) у молодых людей якутской национальности с учетом перенесенных в детстве стрессовых ситуаций. В выборку были включены мужчины в возрасте от 18 до 27 лет (n = 121). Для оценки показателей интроверсии/экстраверсии и нейротизма использован личностный опросник Айзенка (Eysenk Personality Inventory ‒ EPI). Концентрацию ПРЛ в сыворотке крови оценивали методом иммунофлюоресцентного анализа с использованием набора “DELFIA Prolactin” (Perkin-Elmer-Wallac). Впервые установлено, что значимо более высокий уровень ПРЛ характерен для интровертов в сравнении с экстравертами (р = 0.002), и для лиц со средними показателями нейротизма по сравнению с лицами с высоким уровнем нейротизма (р = 0.01). Перенесенные в детстве стрессовые ситуации связаны со сниженным уровнем ПРЛ (р = 0.01).