- •Глава 1. Обзор литературы……………………………………………………………………………………………………………...4
- •Глава 2. Материалы и методы исследования………………………………………………………………………………………..28
- •Глава 3. Результаты……………………………………………………………………………………………………………………….39
- •Глава 4. Обсуждение результатов………………………………………………………………………………………………………..46
- •Глава 1. Обзор литературы
- •1.1.1. Регуляция экспрессии генов
- •1.1.1.1. Экспрессия генов и её особенности
- •1.1.1.2. Регуляция экспрессии генов на уровне транскрипции
- •1.1.1.3. Посттранскрипционная регуляция экспрессии генов
- •1.1.2. Проблемы изучения транскриптома
- •1.2. Церебральная ишемия
- •1.2.1. Реакция тканей на снижение уровня кровотока
- •1.2.2. Клеточные реакции при ишемии головного мозга
- •1.2.3. Глутамат-кальциевый каскад
- •1.2.4. Реакция генома на ишемию
- •1.2.5. Комплексины и их возможное участие в глутаматной эксайтотоксичности
- •1. 3. Нейропротекция при ишемии
- •1.3.1 Семакс и pgp
- •Глава 2. Материалы и методы исследования
- •2. 1. Объект исследования
- •Дистальная окклюзия средней мозговой артерии у крыс
- •2.2. Методы исследования
- •2.2.1. Электрофоретическое разделение рнк
- •2.2.2. Синтез одноцепочечной кДнк
- •2.2.3. Подбор праймеров
- •2.2.4. Полимеразная цепная реакция в реальном времени (Real-time pcr)
- •2.2.5. Анализ уровня экспрессии генов методом от-пцр
- •Глава 3. Результаты
- •3.1. Влияние ишемии на экспрессию гена Cplx2 в коре и подкорковых структурах головного мозга крыс
- •3.2. Влияние семакса на экспрессию гена Cplx2 в коре и подкорковых структурах головного мозга крыс
- •3.3. Влияние pgp на экспрессию гена Cplx2 в коре и подкорковых структурах головного мозга крыс
- •Глава 4. Обсуждение результатов
- •53. Клигуненко е.Н., Дзяк л.А., Площенко ю.А., Емельянова е.А., Зозуля о.А. Нейропротекция в анестезиологии и интенсивной терапии // Международный неврологический журнал, 2008, 2 (18).
1.2.3. Глутамат-кальциевый каскад
Глутамат-кальциевый каскад - это процесс массивного выброса возбуждающих нейромедиаторов глутамата и аспартата и накопления ионов кальция внутри клетки [80], [81], [82], [83], [84]. Он инициируется энергетическим дефицитом, возникающим при ишемии, а его следствием является повреждение нейронов и глиальных клеток. Условно выделяют три этапа глутамат-кальциевого каскада, соотносящиеся с этапами ишемического инсульта: индукцию, амплификацию и экспрессию.
Индукция. Локальное нарушение кровотока приводит к ограничению вплоть до полного прекращения доставки в мозг необходимых ему субстратов, в частности, кислорода и глюкозы. Это закономерно приводит к падению уровня АТФ, а также ГТФ и др. В свою очередь, это приводит к нарушению энергозависимого транспорта ионов [85], [86], деполяризации мембран нейронов и глиальных клеток, следствием чего является избыточное высвобождение глутамата, являющегося медиатором возбуждения. Глутамат накапливается в межклеточном пространстве, что ведёт к активации NMDA-рецепторов [87]. Вследствие этого открываются ионные каналы и в клетку неконтролируемо проникают ионы натрия и кальция, а также хлорид-анионы и вода [88], [89], [90]. В связи с проникновением воды клетка набухает и в конечном счёте разрушается. Пока этого не произошло, наблюдающееся нарушение функции нейронов является обратимым. Параллельно с обозначенными процессами происходит активация глутаматных рецепторов третьего типа, чувствительных к изменению обмена веществ [91], [92], [93], [94]. При этом происходит стимуляция образования диацилглицерина и инозитол-1,4,5-трифосфата, вступающих в действие на этапе амплификации.
Амплификация. Инозитол-1,4,5-трифосфат стимулирует высвобождение кальция из внутриклеточных депо (гладкого эндоплазматического ретикулума) [95], [96], приводя к увеличению его концентрации внутри клетки. Кроме того, кальций продолжает поступать в клетку через потенциалзависимые кальциевые каналы, открывшиеся в результате изменения мембранного потенциала, и в результате работы трансмембранного натрий-кальциевого переносчика, активирующегося избытком ионов натрия. Избыток ионов кальция и диацилглицерина активирует ферменты, модифицирующие мембранные белки, значительную долю которых составляют рецепторы, в том числе рецепторы глутамата. В результате этого возрастает чувствительность клетки к возбуждающим сигналам, нарастает деполяризация мембран за счёт проникновения в клетку катионов, в том числе Ca2+, в связи с чем высвобождение глутамата продолжается и увеличивается. Возбуждение соседних нейронов усугубляется [97]. Изменения нейронов на этом этапе ещё обратимы.
Экспрессия. Гиперактивация рецепторов глутамата приводит к нарушению ионного гомеостаза, накоплению внутри клетки ионов кальция. В какой-то момент изменения становятся необратимыми и клетка погибает. Кальций связывается с внутриклеточным белком-рецептором кальмодулином, вызывающим активацию ряда ферментов – протеаз, фосфолипаз, циклооксигеназы, NO-синтазы. В результате их работы расщепляются белки, липиды и нуклеиновые кислоты (в первую очередь РНК) [98], [99]. В частности, действие фосфолипазы разрушает плазмалемму и внутриклеточные мембраны. При распаде фосфолипидов может образовываться арахидоновая кислота, вызывающая появление в клетке активного кислорода [100], [101], [102], [103]. Происходит реакция перекисного окисления липидов, что усугубляет процесс распада мембран. Это приводит к образованию фактора активации тромбоцитов [104], итогом работы которого в конечном счете становится нарушение микроциркуляции, ещё более усиливающее ишемический процесс.