2 курс / Нормальная физиология / XXIV_съезд_физиологического_общества_им_И_П_Павлова
.pdf
XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова
навыку было проведено в водном лабиринте Морриса. Обнаружено, что у крыс, пренатально получавших психостимуляторы, отмечались когнитивные нарушения различной степени выраженности по сравнению с показателями контрольной группы. Показано, что пренатальный стресс, вызванный введением психостимуляторов кокаина и амфетамина, приводил к значительному усилению генерации NO и интенсификации процессов ПОЛ в гиппокампе крыс. Ингибирование NO-синтазы оказывало благоприятное влияние на когнитивные функции потомства крыс, подвергнутых пренатальному воздействию психостимуляторов. Таким образом, полученные данные подтверждают выдвинутую гипотезу о важной роли нитрергической системы мозга в механизмах постнатального онтогенеза в условиях пренатального введения психостимуляторов.
ВЛИЯНИЕ ДОНОРОВ СЕРОВОДОРОДА И ВИТАМИНОВ ГРУППЫ В НА РАННЕЕ РАЗВИТИЕ КРЫСЯТ С ПРЕНАТАЛЬНОЙ ГИПЕРГОМОЦИСТЕИНЕМИЕЙ
Богатова К. С.*, Скрипникова В. В., Яковлева О. В., Ситдикова Г. Ф.
Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань
*e-mail: kowarik.ru@yandex.ru
Гипергомоцистеинемия (ГГц) – состояние , которое возникает из-за дефицита кофакторов (витаминов группы В) или мутации генов, кодирующих ферменты цикла метаболизма метионина (Mutairi, 2020). Гомоцистеин образует активные формы кислорода (АФК), приводя к окислительному стрессу, что вызывает повреждение нейронов, нарушая развитие нервной системы плода (Arutjunyan et al., 2023). Сероводород (H2S) и витамины группы В нейтрализуют АФК, защищая нейроны от окислительного стресса (Yakovleva et al., 2018; Mikkelsen,Apostolopoulos, 2018). Цель ра-
боты – изучить влияниедоноров H2S(NaHS иNAC)ивитаминовВ6, В9,В12 наразвитие крысятспренатальной ГГц. Было сформировано 5 групп крыс линии Wistar в возрасте 2 20 дней от рождения: 1) контроль – крысята , полученные от самок, находящихся на стандартном рационе питания, 2) ГГц – крысята от самок на метиониновой диете (7 мг/кг), 3) ГГц+NaHS – крысята от самок на метиониновой диете, получавших инъекции NaHS (3 мг/кг), 4) ГГц+NAC – крысята от самок на метиониновой диете, получавших инъекции NAC (20 мг/кг), 5) ГГц+В – крысята от самок на метиониновой диете, получавших витамины В6 (10 мкг/кг), В9 (0.25 мкг/кг), В12 (0.25 мкг/кг). В ходе исследованиярегистрировалимассутелаприрождениииколичествоживотныхвпомете,оценивалискоростьфизического развития (день отлипания ушной раковины, появления первичного волосяного покрова, резцов и открытия глаз) и формирование сенсомоторных рефлексов в тестах «переворот в падении», «избегание обрыва с визуальным
контролем», «обонятельная реакция».
Выявлена сниженная масса тела и меньшее количество животных в помете группы ГГц относительно контроля. Размер помета и масса тела крысят в группах ГГц+NaHS, ГГц+NAC и ГГц+В были больше, чем в группе ГГц. Скорость физического развития была одинакова во всех группах. Формирование сенсомоторных рефлексов было замедлено в группе ГГц относительно контроля, тогда как в группах ГГц+NaHS и ГГц+В скорость развития данных рефлексов восстанавливалась. У животных группы ГГц+NAC скорость созревания рефлекса «переворот в падении» восстанавливалась, но развитие рефлексов «избегание обрыва с визуальным контролем» и «обонятельная реакция» оставалось замедленным.
Таким образом, введение витаминов группы В и донора H2S (NaHS) в эмбриональный период благоприятно влияет на развитие нервной системы потомства, снижая негативное воздействие окислительного стресса на организм.
Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 20 15 00100-П.
АКТИВАЦИЯ АУТОФАГИИ И НЕЙРОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ТКАНИ МОЗГА КРЫС, ПЕРЕНЕСШИХ ПРЕНАТАЛЬНУЮ ГИПЕРГОМОЦИСТЕИНЕМИЮ
Васильев Д. С.1,*, Туманова Н. Л.1, Щербицкая А. Д.1, Михель А. В.1,2, Арутюнян А. В.2
1Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, г. Санкт-Петербург 2Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктивной медицины имени Д. О. Отта, г. Санкт-Петербург
*e-mail: dvasilyev@bk.ru
Пренатальная гипергомоцистеинемия (пГГЦ) – состояние организма при повышенном уровне содержания в тканях токсичной аминокислоты гомоцистеина, которая способна вызывать нарушение развития головного мозга, сопровождающееся гибелью нейронов в постнатальном онтогенезе. Однако молекулярные механизмы клеточной гибели, задействованные в развитии этого патологического состояния, слабо изучены. Нами получены первые данные о возможности активации механизмов аутофагии и нейровоспаления у пГГЦ крыс в эмбриональном и постнатальном периодах онтогенеза. пГГЦ создавали путём перорального введения беременным самкам 0,15 %-го водного раствора L-метионина ежедневно, начиная с четвертого дня после оплодотворения и до родоразрешения. Ткань коры и гиппокампа мозга потомства анализировали с использованием электронной микроскопии и иммунохимического метода визуализации нейрональных и глиальных маркерных белков. Исследование проводили на 20 день пре-
351
XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова
натального развития (Е20), когда отмечается повышенный уровень гомоцистеина в ткани мозга эмбрионов, а также на5и30днипостнатальногоонтогенеза(Р5,Р30),когдаоннормализовалсяинемогоказыватьпрямоговоздействия нанервнуюткань.ВтканимозгаэмбрионовпГГЦгруппынаЕ20наблюдалисьпризнакипатологическихизменений нервной ткани: области лизиса клеточных органоидов в цитоплазме, расслоение ядерной оболочки с образованием карманов между слоями, наличие лопастных и деформированных ядер. В цитоплазме дегенерирующих клеток и в их отростках отмечали появление мультиламеллярных телец и аутофагосом. В постнатальном периоде, начиная с Р5, у пГГЦ крысят также присутствовали аутофагосомы и скопления лизомсом в цитоплазме нейронов, вблизи от цистернэндоплазматическогоретикулума,атакжевдендритныхотростках.Кконцупервогомесяцапостнатального развития, на фоне гибели нейронов, отмечалось развитие микро- и астроглиоза, а также повышение уровня провоспалительных цитокинов (Il 1b, Il 6) в ткани новой коры и гиппокампа. Полученные данные свидетельствуют о возможности вовлечения аутофагии в процесс гибели нейронов на эмбриональной стадии и в раннем постнатальном онтогенезе пГГЦ животных. Активация нейровоспалительных механизмов к концу первого месяца после рождения может стимулировать отставленную гибель нейронов после нормализации уровня гомоцистеина в ткани мозга.
Поддержано Российским научным фондом (проект № 22 15 00393).
КРИТИЧЕСКИЕ ПЕРИОДЫ ОНТОГЕНЕЗА ГИППОКАМПА: РОЛЬ МИКРОГЛИИ И АСТРОГЛИИ
Манолова А. О.*, Степаничев М. Ю., Квичанский А. А., Лазарева Н. А., Гуляева Н. В.
ФГБУН Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, г. Москва
*e-mail: anna.manolova@ihna.ru
Стрессирующие воздействия в период раннего онтогенеза меняют динамику созревания структур мозга и их связей. Последствия этих изменений на клеточно-молекулярном и поведенческом уровнях наблюдаются в последующие значительно отдаленные периоды. Известно, что одно и то же стрессорное воздействие в разные периоды онтогенеза может приводить к развитию разных последствий. Очевидно, что характер и выраженность этих последствий зависят от степени зрелости структуры мозга и связей между структурами в момент воздействия. Любой значимый процесс в мозге, сопровождающий онтогенез (нейрогенез, апоптоз, синаптогенез, миелинизация) совпадает и со значительными перестройками глиальных клеток – микроглии, астроглии и олигодендроцитов. Так, у крыс окончание созревания микроглии в гиппокампе приходится на конец второй постнатальной недели, что совпадает с окончанием массированного апоптоза. Созревание астроглии продолжается дольше, проходя на всем протяжении активного синаптогенеза (третья постнатальная неделя). Известно, что воздействие на незрелые глиальные клетки «перепрограммирует»ихтакимобразом,чтововзросломмозгереакцияглиинастрессирующеевоздействиесбольшей вероятностью имеет нейродегенеративную направленность, чем нейропротекторную. Формирование общей картины изменений нейронов и глии в различные критические периоды в условиях нормального и нарушенного «ранним стрессом» онтогенеза представляется актуальной научной задачей. Такое сопоставление необходимо для понимания механизмов заболеваний, ассоциированных со стрессом в детском возрасте.
В докладе будут рассмотрены современные представления о роли микроглии и астроглии в постнатальный период созревании гиппокампа, а также данные об изменении функционирования глиальных клеток вследствие стрессирующих воздействий в раннем онтогенезе. Будут представлены собственные экспериментальные данные, полученные на модели неонатального провоспалительного стресса (подкожная инъекция бактериального липополисахарида в дозе 50 мкг/кг на 3-й и 5-й постнатальные дни), включая изменения морфологических характеристик микроглии и астроглии в различные периоды созревания мозга (в т. ч во взрослом мозге). Полученные результаты позволяют сформировать представление о тесной связи стадий развития микро- и астроглии со стадиями гиппокампального нейроонтогенеза и свидетельствуют о том, что морфологические характеристики глии могут служить достоверным показателем длительных изменений в гиппокампе, вызванных стрессом в раннем онтогенезе.
Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 23 25 00463.
ТРАНСПЛАЦЕНТАРНЫЙ ТРАНСПОРТ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ И НАРУШЕНИЕ ВНУТРИУТРОБНОГО РАЗВИТИЯ ПЛОДА ПРИ ГИПЕРГОМОЦИСТЕИНЕМИИ МАТЕРИ
Милютина Ю. П.1, Керкешко Г. О.1, Щербицкая А. Д.1,2, Михель А. В.1,2, Залозняя И. В.1, Траль Т. Г.1, Арутюнян А. В.1
1Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Д. О. Отта, г. Санкт-Петербург
2Институт эволюционной̆ физиологиибиохимии им. И. М. Сеченова РАН, г. Санкт-Петербург
*e-mail: milyutina1010@mail.ru
Повышение уровня гомоцистеина в крови матери (гипергомоцистеинемия, ГГЦ), считается фактором риска развития осложнений беременности, возникновения врожденных нарушений и задержки внутриутробного роста
352
Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова
плода. Выяснение молекулярных и клеточных механизмов, посредством которых морфологические и функциональные нарушения в плаценте, в том числе ее транспортной функции, вызванные ГГЦ, могут вносить вклад в негативное воздействие на развитие плода, пока представляется нерешенной проблемой. Нами изучено влияния ГГЦ матери, вызываемой ежедневным пероральным введением беременным крысам водного раствора L-метионина (0,6 г/кг массы), на морфологию плаценты, содержание и транспорт питательных веществ в системе «мать-плацента плод» спомощьюанализаконцентрацииаминокислотиглюкозывсывороткекровиматерииплода,уровняихтранспортеров и активации компонентов системы mTOR в плаценте. При ГГЦ на сроке Е20 наблюдалось слабое развитие зоны лабиринтаплаценты,сопровождающеесяснижениемеешириныисужениемсинусоидальногопространства.Взоне спонгиотрофобласта уже на Е14 и далее на Е20 на фоне ГГЦ по сравнению с контролем наблюдалось утолщение трофобластических колонн и сужение гнездных пространств с уменьшением количества гликогеновых клеток. При ГГЦ снижалась толщина слоя гигантских клеток трофобласта. В материнской части плаценты, при ГГЦ, показано увеличениеуровняключевогорегуляторатрансплацентарноготранспорта – белка mTOR,вплодной – активация фактора инициации трансляции 4E-связывающего белка 1 (4-EBP1). Несмотря на снижение массы тела плода при ГГЦ не обнаружено изменения содержания транспортеров глюкозы GLUTs на мембране синцитиотрофобласта, уровня глюкозы в крови матери и плода. Установлено, что под воздействием ГГЦ в сыворотке крови матери наблюдается повышение уровня большинства аминокислот, при этом уровень Met не изменялся. В крови плодов, напротив, показано снижение уровня Met, Ser, Gln, Trp при повышении Hcy, Val и Lys. Для ряда аминокислот при ГГЦ отмечено нарушение трансплацентарного транспорта, выраженное в снижении отношения их концентрации в крови плодов к уровню в крови матери. Это может быть связано с изменением экспрессии соответствующих транспортеров на мембране синцитиотрофобласта и/или с вынужденной конкуренцией аминокислот за транспортеры, в результате чего перенос необходимых аминокислот через плаценту оказывается сниженным, что может повлечь за собой нарушения развития плода.
Поддержано Российским научным фондом (проект № 22 15 00393).
L-ДОФА – САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ НЕЙРОТРАНСМИТТЕР ИЛИ ПРЕДШЕСТВЕННИК ДОФАМИНА, СИНТЕЗИРУЕМЫЙ В НЕЙРОНАХ ЧАСТИЧНО ЭКСПРЕССИРУЮЩИХ ДОФАМИНЕРГИЧЕСКИЙ ФЕНОТИП, В ОНТОГЕНЕЗЕ?
Пронина Т. С.*, Павлова Е. Н., Угрюмов М. В.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии развития им. Н. К. Кольцова РАН, г. Москва
*e-mail: tatiana.pronina@mail.ru
С1980-х годов концепция богатых дофамином (ДА) мозговых центров как скоплений только дофаминергических нейронов была коренным образом пересмотрена. Было показано, что помимо дофаминергических нейронов
вбольшинстве этих центров присутствуют недофаминергические нейроны, экспрессирующие по одному из ферментов синтеза ДА («моноферментные» нейроны): тирозингидроксилазу (ТГ) или декарбоксилазу ароматических L-аминокислот (ДАА). Нами были получены доказательства того, что перивентрикулярное ядро (ПеВЯ) гипоталамуса является одним из центров, содержащих дофаминергические и моноферментные нейроны. Используя двойное иммуноокрашивание по ТГ и ДАА, показано, что нейроны экспрессирующие ферменты синтеза ДА появляются
впренатальный период на 18 эмбриональный день (Э18). В перинатальном периоде (на 5 постнатальный день, П5) общее число этих нейронов увеличивается втрое, а в препубертатный период (на П30) составляет почти три тысячи. По данным высокоэффективной жидкостной хроматографии, с Э21 ПеВЯ содержит L-диоксифенилала- нин (L-ДОФА) и ДА, которые являются конечными синтетическими продуктами соответственно в моноферментных ТГ-нейронах и биферментных нейронах. На П5 содержание L-ДОФА, увеличивается в 3 раза по сравнению с пренатальным периодом, и увеличивается к П30. При этом было показано, что L-ДОФА, который продуцируется ТГ-моноферментными нейронами, не включается в синтез ДА, а вероятно является самостоятельным нейротрансмиттером в данной области, как в ранний постнатальный период, так и в препубертатный период. Наряду с этим, содержание ДА, который синтезируется в дофаминергических нейронах, в ПеВЯ увеличивается в период с Э21 по П30, более чем в 10 раз. Конфокальная микроскопия показала, что в ПеВЯ все типы нейронов и их отростков находятся в тесной взаимосвязи, что свидетельствует об их взаимной регуляции с помощью L-ДОФА и ДА. Кроме того, моноферментные и дофаминергические волокна близки к III желудочку мозга: они располагаются в субэпендимной зоне, между эпендимными клетками и супраэпендимно. Эти наблюдения позволяют предположить, что эти волокна доставляют L-ДОФА и ДА в спинномозговую жидкость, участвуя в нейроэндокринной регуляции головного мозга. Таким образом, получены доказательства того, что ПеВЯ является одним из крупнейших дофамин-продуцирующих центров головного мозга, содержащих моноферментные и дофаминергические нейроны, продуцирующие L-ДОФА и ДА, как конечные нейротрансмиттеры.
Финансовая поддержка: грант Минобрнауки № 075 15 2020 795.
353
XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова
СКЛОННОСТЬ К НИКОТИНОВОЙ ЗАВИСИМОСТИ У ВЗРОСЛЫХ КРЫС, ПЕРЕЖИВШИХ ПРЕНАТАЛЬНУЮ ГИПОКСИЮ, И МЕХАНИЗМЫ, ПРИВОДЯЩИЕ К ЕЕ РАЗВИТИЮ
Стратилов В. А.1*, Ветровой О. В.1,2, Потапова С.2, Тюлькова Е. И.1
1 Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН, г. Санкт-Петербург 2 Санкт-Петербургский государственный университет, г. Санкт-Петербург
*e-mail: stratilov.v@icloud.com
На сегодняшний день накоплено множество данных о наследственных факторах предрасположенности к зависимостям, а также получены убедительные доказательства существенной роли нарушений пренатального развития вформированиисклонностикпотреблениюнаркотическихвеществ.Анамнезыпациентовуказываютнарольстресса матери во время созревания мозга плода в формировании нарушений развития лимбической системы, но до сих пор не достигнуто понимание конкретных механизмов.
В рамках настоящей работы на крысах нами был проведена оценка роли пренатальной гипоксии (PSH), являющейся частным случаем пренатального стресса, в формировании предрасположенности к никотиновой зависимости во взрослом возрасте, а также оценка механизмов, лежащих в ее основе.
Крысы,пережившиеPSHна14 16суткиэмбриональногоразвития,вовзросломвозрастеотличаютсяповышенной предрасположенностью к потреблению никотина в условиях свободного выбора, а также после хронического потребления никотина демонстрируют признаки выраженного синдрома отмены. В прилежащем ядре стриатума (NAc) ПГ крыс выявлено увеличение фосфорилирования, активируемого дофамином и супрессируемого глутаматом белка DARPP 32 при отсутствии изменений количества дофамина и дофаминовых рецепторов обоих подтипов. Всовокупностисданнымиобэкспрессиигеновферментовметаболизмаглутаматаичувствительныхкникотинухолинергических рецепторов nAChR7 (ген chrna7) в иннервирующих мезолимбическую систему глутаматергических структурахмозгаирезультатамииммунофлуоресцентногокартированияглутаматергическихпроекций,этиданные свидетельствуетонарушенииглутаматнойрегуляциимезолимбическойсистемыуPSHкрыс.Данныепосниженной экспрессии гена chrna7 в префронтальной коре и гиппокампе выявляют фенотип, сходный с таковым у лиц, страдающих шизофренией и испытывающих высокую потребность к потреблению никотина, а тест вздрагивания, демонстрирующий нормализацию скорости реакции у PSH крыс при потреблении никотина, может косвенно подтверждать эту гипотезу.
Таким образом можно заключить, что пренатальная гипоксия вызывает ослабление глутаматного эффе-
рентного сигналинга стриатума, что вероятно компенсируется потреблением никотина и приводит к развитию симптомов физической зависимости.
Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 20 75 00003.
Постерная секция: Факторы раннего онтогенеза
ВОЗМОЖНОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СТРУКТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАЗВИТИЯ ПЛАЦЕНТЫ ПОСЛЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ И НОВАЯ РЕГУЛЯТОРНАЯ ФУНКЦИЯ SRC-КИНАЗ
Боков Д. А.*, Осипова Г. С., Горьков Д. А.
Оренбургский государственный медицинский университет, г. Оренбург
*e-mail: cells-tissue_bda@mail.ru
Проблема становления регуляторных условий восстановления структур плаценты, индукции компенсатор- но-приспособительных процессов в ней недостаточно разработана в аспекте верификации генетического контроля эффективных гистогенезов репарации с учётом возможно специфичных путей экспрессии генов и реализации генетической информации в тканях – производных трофобласта в сравнении с тканями – производными эмбриобласта и тканями материнского организма. Интерес представляет роль SRC-киназ в трансдукции сигналов от факторов роста в провизорных тканях плаценты как элемент активного механизма восстановления повреждённых структур плаценты. В дефинитивных тканях ген SRC не экспрессируется, являясь протоонкогеном. С целью оценки регуляторной роли src-киназ в контроле динамики восстановления структурно-функциональных параметров плаценты провели опыт по моделированию токсического поражения организма самок крыс Wistar (30 животных в импактной группе и 10 – в контрольной) пылевыми формами меди – загрязнителями медеплавильного производства. Для этого с первого дня беременности, каждые тря дня в бедренную группу мышц инъецировали взвесь в физиологическом растворе наночастиц меди (размер 100 нм) вобъёме 0,2 мл, приготовленную в ультразвуковой ванне. Концентрация вводимого вещества составила 0,5 мг/кг (максимально переносимая доза данного типа частиц – 2,5 мг). Всего осуществлено6инъекций.На18 йденьбеременностиживотныевыводилисьизэксперимента.Гистологическийанализ
354
Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова
проведён после окраски препаратов гематоксилином Майера и эозином и морфометрии. Иммуногистохимически выявляли экспрессию гена SRC по накоплению в клетках его белковых продуктов. Установлено, что наночастицы меди, оказывая токсическое воздействие на структуры плаценты, обусловливают появление признаков её незрелости. В частности, в два раз (до 10 %) увеличивается объём незрелого трофобласта. Регистрируется на 20 30 % снижение терминальных балок лабиринтной зоны, уменьшается на 12 15 % масса плаценты. При этом в плаценте появляются очаги деструкции и некроза, воспаления и разрастания соединительной ткани. На фоне развивающихся процессов повреждения индуцируется компенсаторно-приспособительная перестройка плаценты. В частности, наблюдает интенсивное новообразование балок. Здесь и в хориональном эпителии и в фетальной строме появляется много SRC-позитивных клеток, что указывает на вероятную регуляторную роль src-rbyfp в процессах репарации.
ИНДУКЦИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА И АПОПТОЗА В ПЛАЦЕНТЕ И МОЗГЕ ПЛОДА ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРЕНАТАЛЬНОЙ ГИПЕРГОМОЦИСТЕИНЕМИИ
Залозняя И. В.1,*, Милютина Ю. П.1, Керкешко Г. О.1, Щербицкая А. Д.1,2, Михель А. В.1,2, Бочковский С. К.1, Арутюнян А. В.1
1Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д. О. Отта, г. Санкт-Петербург
2Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, г. Санкт-Петербург
*e-mail: irinabiolog@rambler.ru
Пренатальная гипергомоцистеинемия (ПГГЦ), связанная с накоплением в крови матери гомоцистенина (ГЦ), тесно ассоциирована с повышенным риском развития осложнений беременности и задержкой внутриутробного развития плода. Окислительный стресс (ОС) является первичным механизмом, обусловливающим патологические эффекты гипергомоцистеинемии (ГГЦ). При беременности ГГЦ за счет индукции ОС способна усиливать процессы апоптозавплаценте,приводякеедисфункции. Мозгплодаособенноуязвимкпоследствиямплацентарныхнарушений. Предполагается, что исходной причиной многих нейроповеденческих расстройств у потомства являются патофизиологические изменения в плаценте матери, приводящие к нарушениям внутриутробного развития мозга плода.
ПГГЦ индуцировали введением метионина беременным самкам крыс с 4-го по 19 день беременности в дозе 0,6 мг/кг массы тела. Плаценты и мозг плодов извлекали на 20 день беременности. Плаценту разделяли на МЧП (базальная часть) и ПЧП (лабиринтная часть). О степени развития ОС судили по содержанию в сыворотке крови беременных самок крыс, плацентах и мозге плодов продуктов окислительной модификации макромолекул: липидов при измерении уровня малонового диальдегида (МДА) с использованием тиобарбитуровой кислоты и белков при помощи набора OxyBlot™ Protein Oxidation Detection Kit. Состояние антиокислительной системы (АОС) оценивали по активности супероксиддисмутазы (СОД). Интенсивность апоптотических процессов определяли по содержанию каспазы 3 в ткани мозга плодов и плаценте методом иммуноблотинга. На 20 день беременности было обнаружено повышение уровня МДА в сыворотке крови самок крыс, в ПЧП и мозге плода при ПГГЦ по сравнению с контролем и увеличение степени окислительной модификации белков в МЧП. Активность СОД не изменялась во всех исследованных структурах. Содержание активной изоформы каспазы 3, запускающей процессы клеточной гибели, под действием ПГГЦ достоверно повышалось в МЧП и не изменялось в мозге плодов. Отсутствие изменений исследуемых показателей в крови и мозге плода свидетельствует о защитной роли трансплацентарного барьера в развитии ОС, вызванного ПГГЦ. Выраженность ОС, индуцируемого ПГГЦ, различается в материнской и плодной части плаценты. Наряду с этим, в формирующемся мозге плода отмечается повышение содержания продуктов перекисного окисления липидов, способное приводить к его повреждению и вызывать стойкое нарушение когнитивных функций в отдаленной перспективе.
Поддержано Российским научным фондом (проект № 22 15 00393).
ВЛИЯНИЕ ПРЕНАТАЛЬНОЙ ГИПЕРГОМОЦИСТЕИНЕМИИ НА СТРУКТУРУ, ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЦИРКУЛЯРНОЙ СИСТЕМЫ И КЛЕТОК ПЛАЦЕНТЫ КРЫС
Каденов А. Н.1,*, Михель А. В.1,2, Васильев Д. С.1,2, Арутюнян А. В.2
1Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, г. Санкт-Петербург 2Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии
им. Д. О. Отта, г. Санкт-Петербург
*e-mail: kadenov2000@mail.ru
Патологические воздействия, влияющие в период беременности на функциональное состояние плаценты, могут приводить к негативным изменениям в организме плода. Одним из таких токсических факторов является материнская гипергомоцистеинемия (ГГЦ). Показано, что высокий уровень гомоцистеина в организме матери вызывает нарушение инвазии трофобласта, влияет на маточно-плацентарный и плодово-плацентарный кровоток (повреждение стенок кровеносных сосудов, увеличение свертываемости крови), может стать причиной отслойки плаценты,
355
XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова
что ведет к ранним выкидышам, хронической внутриутробной гипоксии и развития окислительного стресса в мозге плода. Однако существует крайне мало работ, посвященных изучению процессов патогенеза структуры плаценты при пренатальной ГГЦ. Исследование проводилось на половозрелых самках крыс линии Wistar. Животные были разделены на 2 группы. С 4-го дня беременности и до родоразрешения подопытной группе перорально вводили 0,15 %-водный раствор L-метионина, контрольной – воду . Плаценты извлекали на 20-й день беременности, фиксировали в 10 %-ном нейтральном формалине, после чего получали срезы толщиной 17 мкм с помощью замораживающего микротом-криостата. Окрашивание производилось гематоксилином и эозином. Определяли площадь микротромбов лакун и капилляров плаценты, а также площадь свободных просветов. Проводилась электронная микроскопия. Было обнаружено статистически значимое увеличение площади микротромбов в группе с материнской ГГЦ. При анализе свободных просветов достоверных отличий относительно контроля обнаружено не было. В группе с пренатальной ГГЦ наблюдались патологические изменения клеток трофобласта плаценты, а также патологическое накопление липидных гранул, электронно-плотных телец и коллагеновых волокон в их цитоплазме. Полученные результаты могут свидетельствовать о наличии патологических изменений и развитии микротромбоза в плаценте крыс при экспериментальной ГГЦ.
Финансовая поддержка: Поддержано Российским научным фондом (проект № 22 15 00393).
ПРЕНАТАЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ МАРГАНЦА НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОТОМСТВА
Казакова Т. В.*, Маршинская О. В.
ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», г. Оренбург
*e-mail: vaisvais13@mail.ru
Пренатальный период играет ключевую роль в развитии организма. На данном этапе плод наиболее уязвим
ичувствителен к воздействию любых неблагоприятных факторов, включая избыточное поступление марганца. Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что неблагоприятные условия окружающей среды
истресс в период внутриутробного развития могут привести к целому комплексу функциональных и структурных нарушений в системах организма. В связи с чем целью исследования явилось изучение эффектов пренатального воздействия марганца на морфофункциональные показатели потомства.
Половозрелые самки крыс линии Wistar были разделены на контрольную (n=10) и опытную (n=10) группы. Животные опытной группы в предгестационный период (28 дней) и период гестации (≈ 23 дня) получали основной рацион (ОР) с добавлением сульфата марганца в дозе 1433 мг/кг (патент № 2794816). Животные контрольной группы находились на ОР. Из полученного потомства отбирали самцов и распределяли по соответствующим группам. Проводилось изучение физического развития крысят в период грудного вскармливания, еженедельное определение массы тела.
Обнаружено, что животные, подвергшиеся пренатальному воздействию марганца, отставали в физическом развитии. Вес и размер опытных животных при рождении был достоверно ниже, чем в группе контроля на 20 % (р=0,02). Достоверные различия в массе сохранялись и в старшем возрасте животных – на 2, 4, 5, 7 и 8-ю недели постнатального развития вес крыс статистически значимо продолжал оставаться ниже контрольных значений на 19 %, 24 %, 37 %, 29 %, соответственно. Отмечались более поздние сроки открытия глаз, формирования шерстяного покрова и прорезывания резцов.
Анализ полученных данных дает основание утверждать, что пренатальное воздействие марганца оказывает негативное влияние на физическое развитие крысят, начиная с раннего периода и заканчивая более поздним онтогенезом.
Исследования проводились в соответствии с планом научно-исследовательских работ ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН (FNWZ 2022 0011).
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СЕНСОРНО-ДВИГАТЕЛЬНЫХ РЕФЛЕКСОВ У КРЫС С ГЕНЕТИЧЕСКИ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫМ НАРУШЕНИЕМ ОБМЕНА ДОФАМИНА
Карпенко М. Н.1,2,*, Трактиров Д. С.1, Куликова Е. Д.2, Пестерева Н. С.1
1Институт экспериментальной медицины, г. Санкт-Петербург 2Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, г. Санкт-Петербург
*e-mail: mnkarpenko@mail.ru
Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) является одним из наиболее распространенных поведенческих расстройств в детской популяции. Этиология СДВГ до сих пор неизвестна, но дофаминовая теория развития данной формы патологии является наиболее подтверждённой экспериментально. В её пользу говорит тот факт, что симптомы данного расстройства успешно купируются агонистами катехоламинов. Однако препараты ле-
356
Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова
водопымалоэффективныприСДВГ,чтоуказываетнаотсутствиеистинногодефицитадофаминавмозгепациентов. Вероятно, имеет место дисбаланс между внутриклеточным и внеклеточным содержанием дофамина. С этой точки зрения, крысы с нокаутом гена транспортера дофамина (DAT-KO крысы), для которых при сниженном синтезе дофамина и уменьшении его везикулярного запаса характерно повышенное содержание внеклеточного дофамина и аномальное соотношение D1/D2 рецепторов дофамина, являются хорошей животной моделью СДВГ. Целью данной работы было выявление особенностей формирования сенсорно-двигательных рефлексов у потомства крыс линии DAT-KO при их естественном развитии. Для получения потомства скрещивали крыс-гетерозигот по нокауту гена дофаминового транспортёра DAT (DAT-HET), животные любезно предоставлены Раулем Гайнетдиновым. Для оценки скорости формирования сенсорно-двигательных рефлексов у потомства использовали следующие тесты: «Переворот на плоскости», «Отрицательный геoтакcиc», «Избегание обрыва», «Реакция на акустический стимул», «Обонятельная реакция», «Мышечная сила», «Маятниковый рефлекс». По окончании тестирования животных генотипировали, отдельно анализировали данные для крыс дикого типа, DAT-KO и DAT-HET крыс.
Оказалось, что нокаут гена транспортера дофамина вызывает задержку формирования рефлекса «Переворот на плоскости», «Избегание обрыва», «Отрицательный гeoтаксиc» и не влияет на скорость формирования рефлекса «Реакция на акустический стимул», «Обонятельная реакция», «Зрачковый рефлекс» и рефлекс «Мышечная сила». Прианализескоростиформирования«Маятниковогорефлекса»выявлено,чтощенятаснокаутомгенатранспортера дофамина делают значимо больше оборотов и реверсий, чем животные группы дикого типа, но скорость формирования рефлекса между группами не различается.
Таким образом, у DAT-KO крыс наблюдается задержка становления стволовых рефлексов, что может быть вызвано нарушением миелинизации клеток руброспинального тракта.
Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 22 25 00124.
ВЛИЯНИЕ NI2+ НА СЕРДЕЧНЫЙ РИТМ У НОВОРОЖДЕННЫХ КРЫСЯТ
Кузнецов С. В.*, Кузнецова Н. Н.
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, г. Санкт-Петербург
*e-mail: ksv@iephb.ru
Известно, что патология сердца наблюдается почти у 4 % детей в возрасте от 0 до 14 лет. Из них около 20 % приходится на нарушения сердечного ритма (СР) при отсутствии органического поражения сердца. Ранее нами было показано, что в состоянии покоя у 60 % плодов крыс на 16 день пренатального развития и у 25 %интактных новорожденных крысят наблюдаются нерегулярные брадикардические колебания (БК) СР.
На 3 16-дневных (Р3 16) крысятах изучено влияние Ni2+, блокатора кальциевых каналов Т-типа (T-VDCC) на параметры сердечного и дыхательного ритмов. Регистрацию частоты сердечных сокращений и дыхания проводили на ненаркотизированных крысятах в условиях мягкой фиксации. Для оценки вариабельности СР (ВСР) осуществляли спектральный анализ периодограмм СР по алгоритму быстрого преобразования Фурье. В работе использовали NiCl2, вводимый крысятам в дозе 109 мг/кг (ED100). Все экспериментальные процедуры соответствовали требованиям Комитета по биоэтике ИЭФБ РАН.
Обнаружена четкая возрастная зависимость выраженности аритмогенного эффекта, возникающего после инъекции NiCl2. У 100 % крысят на Р3 и у 75 % на Р10 14 возникает преходящий патологический СР с выраженными БК (ПСРБК) Параллельно развивается дисфункция дыхательной системы с пачечной формой дыхания. Данный симптомокомплекс полностью отсутствует у крыс на Р15 16. На 3-дневных крысятах проведен сравнительный анализ показателей ВСР после инъекции животным NiCl2 и ингибитора АХЭ эзерина (1.3 мг/кг, ¾ LD50). Оба препарата вызывают возникновение феноменологически сходного ПСРБК, а анализ показателей ВСР показал, что нарушения механизмов регуляции СР развиваются по сходной схеме. В обоих случаях наблюдается падение общей мощности спектра и абсолютных значений мощности диапазонов LF (преимущественно симпатические) и HF (парасимпатические влияния). Значительное падение уровня нервных влияний приводит к тому, что доминирующую роль в регуляции СР начинают играть нейрогуморальные факторы (НГФ) (VLF-диапазон). В условиях премедикации крысят Н- или М-холинолитиками, в тех случаях, когда ПСРБК не развивается, общим является первоначальное снижение НГФ и последующее увеличение нервных влияний. При этом состояние вагосимпатического баланса не является определяющим. Если же после премедикации влияние НГФ усиливается, то в дальнейшем происходит снижение доли нервных влияний и возникновение ПСРБК.
Полученные данные позволяют полагать, что у крысят как прямая блокада T-VDCC, так и опосредуемое через М3-подтип мускариновых холинорецепторов изменение тока ICaT, приводит к нарушению работы пейсмекеров и развитию ПСРБК. Возможно, что наблюдаемое у интактных плодов и новорожденных крыс возникновение нерегулярных БК СР также может быть связано с колебаниями уровня влияний НГФ.
Финансовая поддержка: государственное задание ИЭФБ РАН № 075 00967 23 00.
357
XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова
ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОГЛИИ ЧЕРЕЗ ДВЕ НЕДЕЛИ ПОСЛЕ НЕОНАТАЛЬНОГО ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА У КРЫС ЗАВИСЯТ ОТ ПОЛА
Манолова А. О.*, Квичанский А. А., Гуляева Н. В.
ФГБУН Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, г. Москва
*e-mail: anna.manolova@ihna.ru
Провоспалительные воздействия в раннем постнатальном периоде могут вызывать неблагоприятные последствия, проявляющиеся в долгосрочном периоде, однако механизмы таких длительных изменений недостаточно исследованы. Повышение уровня циркулирующих глюкокортикоидов во время «гипочувствительного к стрессу периода» может нарушать созревание регуляторных звеньев гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси (ГГНО), с одной стороны, и праймировать незрелые микроглиальные клетки, «перепрограммируя» их на более высокую чувствительность к активирующим сигналам, с другой стороны. Целью исследования был поиск закономерностей изменений микроглиальных клеток и показателей ГГНО в отдаленном периоде после неонатального провоспалительного стресса (НПС).
НПС моделировали введением бактериального липополисахарида (ЛПС E. сoli, 50 мкг/кг) крысам Вистар на 3-йи5-йпостнатальныедни.Ввозрасте18днейпроводиликардиоперфузиюизотоническимраствором,мозгизвле- кали и разделяли на полушария. Одно из них использовали для анализа состояния микроглии: оценивали плотность популяции микроглии (ППМ) и фрактальную размерность (ФР) клетки в трех отделах дорсального гиппокампа на срезах мозга, иммуногистохимически окрашенных на белок Iba 1. В другом полушарии оценивали экспрессию мРНК минералокортикоидных и глюкокортикоидных рецепторов (МГКР), а также фракталкина и его рецептора.
Дисперсионный анализ показал, что в разных отделах гиппокампа клетки микроглии значительно различаются как по ППМ (F=81.95, p<0.0001), так и по усредненной ФР клетки (F=16.67, p<0.0001). Апостериорный анализ выявил достоверное снижение ППМ в хилусе зубчатой фасции у самок (p=0.035), но не у самцов. Также было выявлено межполовое различие ФР клеток в поле СА3. НПС не приводил к изменению экспрессии мРНК ни одного из исследованных показателей. Дальнейший анализ проводили с использованием метода главных компонент для экспрессии МГКР и ППМ. Дисперсионный анализ, проведенный по значениям первой компоненты, показал статистически достоверное взаимодействие факторов «пол» и «НПС» (F=5.67, p=0.035). У самцов происходило небольшое снижение экспрессии мРНК МГКР при некотором увеличении ППМ вследствие НПС, в то время как у самок наблюдали изменения противоположного характера. Таким образом, измененное состояние микроглиальных клеток после НПС заметно через 2 недели после воздействия, при этом изменения, вызванные НПС, зависят от пола.
Финансовая поддержка: грант Российского научного фонда № 23 25 00463.
BDNF И MTOR В МОЗГЕ ПЛОДА ПРИ ПРЕНАТАЛЬНОЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГИПЕРГОМОЦИСТЕИНЕМИИ
Михель А. В.1,2,*, Щербицкая А. Д.1,2, Арутюнян А. В.1
1Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д. О. Отта, г. Санкт-Петербург
2Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, г. Санкт-Петербург
*e-mail: anastasia.michel39@gmail.com
Мишень рапамицина (mTOR) играет ключевую роль в росте, пролиферации и миграции клеток при формировании мозга плода. Нарушение регуляции передачи сигналов mTOR в эмбриональный период способно приводить к дегенерации нейронов, аномальному развитию глиальных клеток и общим неврологическим патологиям мозга, что способствует снижению когнитивных функций в постнатальный период. Показано, что материнская гипергомоцистеинемия (ГГЦ) может стать причиной нарушения пространственной, кратковременной и долговременной памяти потомства, а также значимых изменений в таких структурах, как кора и гиппокамп. Недавно было показано, что нейротрофический фактор мозга (BDNF) способен активировать мишень рапамицина. В связи с этим, исследование уровня BDNF, особенностей активации mTOR и последующего каскада эффекторных белков этого комплекса в мозге плода необходимо для поиска новых механизмов негативных эффектов материнской ГГЦ, оказанных именно в пренатальный период. Экспериментальная работа проводилась на самках крыс линии Wistar, которые были разделены на две группы: с 4-го дня беременности и до родоразрешения контрольной группе перорально вводили воду, подопытной – раствор метионина. Мозг плодов был извлечен на 14-й и 20-й день беременности (Е14 и Е20). Оценка влияния пренатальной ГГЦ на уровень BDNF, mTOR, фосфо-mTOR (p-mTOR), а также эукариотического фактора инициации трансляции 4E-связывающего белка (4EBP 1), рибосомального белка S6 и его фосфрилированной формы (S6 и p-S6, соответственно) в мозге плодов на обоих сроках была проведена с помощью Вестерн-блота. При анализе уровня BDNF в мозге плодов было выявлено две полосы с молекулярными массами, соответствующие зрелой (mBDNF, ~14 кДа) и про-форме (proBDNF, ~29 кДа) нейротрофического фактора. В группе с пренатальной ГГЦ наблюдалось значимое увеличение содержания proBDNF на Е14 и Е20 при достоверном снижении mBDNF
358
Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
XXIV съезд физиологического общества им. И. П. Павлова
на Е14. В свою очередь, достоверных различий в уровне mTOR, p-mTOR, S6 и p-S6 на Е20 обнаружено не было. Однако нами отмечены изменения в содержании 4EBP 1 на Е20 в группе, перенесшей материнскую ГГЦ. Подобные различия наблюдаются и в мозге плодов на Е14.
Полученные данные свидетельствуют о том, что среди механизмов негативного влияния ГГЦ матери на развивающийся мозг плода может быть нарушение сигнальных путей BDNF и mTOR.
Поддержано Российским научным фондом (проект № 22 15 00393).
ВЛИЯНИЕ ВВЕДЕНИЯ МАЛЫХ ДОЗ 2,3,7,8-ТЕТРАХЛОРДИБЕНЗО-П-ДИОКСИНА БЕРЕМЕННОЙ САМКЕ НА КОГНИТИВНЫЕ СПОСОБНОСТИ ПОТОМСТВА КРЫС.
ОЦЕНКА ДОЗОЗАВИСИМОГО ЭФФЕКТА
Пахомов К. В.*, Васильев Д. С.
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, г. Санкт-Петербург
*e-mail: pakhomovk72@gmail.com
Диоксины – высокотоксичные антропогенные загрязнители окружающей среды с большим периодом полураспада. 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин (сокр. ТХДД) – наиболее известный из них. Попадание его в организм приводит к нарушениям развития потомства. Наиболее изучены эффекты доз, многократно превышающих безопасные нормативы, а влияние малых доз остается малоизученным.
Целью исследования было охарактеризовать влияние введения малых доз ТХДД в организм беременной крысе на развитие когнитивных способностей потомства, а также оценить дозозависимый эффект.
ВрамкахисследованиябылапоставленаэкспериментальнаямодельвведенияТХДД.СамкамкрыслинииWistar на 14 день беременности однократно перорально вводили разведенный в растительном масле (оливковое рафинированное) ТХДД в дозировках 0,1 мкг/кг; 0,5 мкг/кг и 1,0 мкг/кг массы тела. Контрольным крысам вводили только масло. Поведение потомства тестировали в открытом поле (100 см х 100 см, поделено на 25 равных квадратов), память – в водном лабиринте Морриса. Тестирование животных проводили с 25 по 30 дни жизни и на взрослой стадии. В первый месяц после рождения крысы из группы ТХДД 1,0 мкг/кг значительно хуже справлялись с поиском платформы в лабиринте Морриса (one-way ANOVA *p<0,05) по сравнению с контрольной группой. Статистически значимых различий между группами ТХДД 0,1 и 0,5 мкг/кг и контролем не наблюдалось, что говорит о дозозависимом характере эффекта. На взрослой стадии хуже контроля справлялись все группы ТХДД, дозозависимый эффект не наблюдался.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что действие ТХДД в пренатальный период развития влияет на когнитивные способности потомства даже при дозировках гораздо ниже значений, которыми руководствуется Всемирная Организация Здравоохранения при составлении рекомендаций и расчете нормативов воздействия ТХДД на организм человека и допустимого содержания ТХДД в окружающей среде.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИЭФБ РАН № 075 00967 23 00.
HIF1-ЗАВИСИМЫЕ НАРУШЕНИЯ МЕТАБОЛИЗМА ГЛЮКОЗЫ В ГИППОКАМПЕ ВЗРОСЛЫХ КРЫС, ПЕРЕЖИВШИХ ПРЕНАТАЛЬНУЮ ГИПОКСИЮ, СОПРОВОЖДАЮТСЯ ОКИСЛИТЕЛЬНЫМ СТРЕССОМ
Потапова С. С.1,2,*, Ветровой О. В.1,2
1Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН, г. Санкт-Петербург 2Санкт-Петербургский государственный университет, г. Санкт-Петербург
*e-mail: st091608@student.spbu.ru
Множество социально-значимых заболеваний ассоциировано с нарушениями пренатального развития. Ранее нами была показана патологическая роль транскрипционного фактора HIF1 в постгипоксической реоксигенации. Данное исследование направлено на изучение влияния пренатальной гипоксии (ПГ) на экспрессию белка HIF1α в гиппокампе на протяжении жизни крыс, а также HIF1-зависимую активность пентозофосфатного пути (ПФП) и анаэробного гликолиза во взрослом возрасте.
Для моделирования ПГ самок крыс на 14 16 сутки беременности подвергали тяжелой гипобарической гипоксии (3 сеанса по 3 ч при 180 мм.рт.ст. с интервалами 24 ч между сеансами). Содержание белков HIF1α (на протяжении жизни потомства) и Г6ФДГ (у взрослых крыс) определяли методом вестерн блот. Количество мРНК HIF1-за- висимых маркерных генов определяли методом ПЦР РВ. Концентрацию лактата, НАДФН, глутатиона, малонового диальдегида (МДА) и активность ЛДГ определяли с использованием колориметрических энзиматических методов. Для каждого измерения в каждой группе n=6.
Вгиппокампе1-дневныхПГкрысятувеличеноколичествобелкаHIF1αимРНКлдгА,аколичествомРНКг6фдг уменьшено. У взрослых (3 месяца) и стареющих (18 месяцев) ПГ крыс также наблюдается стабильное увеличение содержания этого белка. На взрослых животных показано, что повышенная белковая экспрессия HIF1α, вызванная
