WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
-- [ Страница 1 ] --

Российская академия наук

Программа фундаментальных исследований Президиума РАН

Фундаментальные науки – медицине

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ Конференция 14-16 декабря 2005 года Москва, Ленинский проспект, 32а МОСКВА Фирма «Слово» 2005

УДК 6+61+615.47+615.012.6

ББК 28.7+52+53

Ф947

Фундаментальные науки – медицине. Материалы конференции. Москва, 14–16 декабря 2005 г. – М.: Фирма «Слово», 2005. – 268 с.

В сборник материалов конференции включены тезисы докладов ученых из институтов РАН и организаций академической системы здравоохранения по полученным в рамках Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фун-даментальные науки – медицине» результатам, представляющим интерес для ученых и специалистов, занимающихся проблемами теории и практики медицины.

Составители

О.Г.Газенко, М.В.Угрюмов, А.А.Макоско, В.М.Михайлов, В.В.Круговых

ISBN 5-900228-59-2

© Российская академия наук, 2005

© Фирма «Слово», 2005

  1. Фундаментальные исследования этиологии и патогенеза ряда распространенных и социально значимых заболеваний
    1. Нейродегенеративные заболевания.

Болезнь Альцгеймера

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СФИНГОМИЕЛИНОВОГО ЦИКЛА В КАЧЕСТВЕ ТЕСТ-СИСТЕМЫ ДЛЯ МОНИТОРИНГА НЕЙРОПРОТЕКТОРОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

А.В. Алесенко, А.Е. Бугрова, Т.А.Воронина, Т.Л.Гарибова, М.А.Шупик

Институт биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН, Москва

ГУ НИИ фармакологии им. В.В.Закусова РАМН, Москва

На инъекционной модели болезни Альцгеймера (БА) (интра-церебровентрикулярное введение бета-амилоидного пептида (25–35)) ранее мы показали, что происходит активация сфингомиелинового цикла в отдельных структурах мозга, связанных с поведенческими реакциями и памятью животных. Сфингомиелиновый цикл (СФМ-цикл) представляет собой цепь ферментативных реакций, приводящих к деградации сфингомиелина в структуре клеточных мембран. В результате гидролиза сфингомиелина сфингомиелиназой образуются продукты (церамид и сфингозин), которые являются вторичными мессенджерами и участвуют в проведении сигнала апоптоза, являющегося причиной гибели нейронов. Сигнальная система сфингомиелинового цикла взаимодействует с другими сигнальными системами, такими как система генерации активных форм кислорода, что может приводить к усилению токсического эффекта на клетки мозга цитокинов и бета-амилоидного пептида. При БА, Паркинсона, ишемических инсультах активация СФМ-цикла может представлять важный механизм развития нейродегенеративного процесса. На основании полученных нами данных следует, что препараты, способные ингибировать сфингомиелиназу и снижать уровень церамида в клетках мозга животных, могут быть чрезвычайно перспективными при лечении тех нейродегенеративных заболеваний, при которых активируется СФМ-цикл.

Мы изучили влияние препаратов, которые успешно зарекомендовали себя в качестве нейропротекторов, на параметры СФМ-цикла и пол.

Нами были выбраны мексидол и мемантин. В настоящее время эти препараты широко используются в неврологии для лечения нарушений мозгового кровообращения и в геронтологии для улучшения памяти пациентов, страдающих ее ослаблением или нарушениями. Мемантин относится к неспецифическим ингибиторам глутаматных рецепторов. Препарат целенаправленно используется для лечения больных с признаками деменции Альцгеймеровского типа.

В наших экспериментах препараты вводились крысам внутрибрюшинно однократно, в течение 1, 3 и 5 дней в виде одноразовой дозы. Мексидол вводили в дозах 100 и 200 мг/кг веса животных, а мемантин – 2 мг/кг веса животных. Каждый из этих препаратов вызывал ингибирование сфингомиелиназы и снижение уровня церамида – индуктора апоптоза. Мемантин, так же как и мексидол, проявил антиоксидантные свойства, которые были наиболее отчетливыми при многократных инъекциях препаратов. Самые четкие изменения изучаемых параметров были отмечены в гиппокампе. Данные эксперименты еще более подчеркивают важность открытого нами молекулярного механизма гибели нейронов с участием продуктов СФМ-цикла.

На основании полученных данных в настоящее время разрабатываются схемы комбинированной терапии с использованием мексидола и мемантина. В опытах на крысах-самцах линии Вистар исследовалось влияние мексидола, мемантина и их совместного применения на амнезию условной реакции пассивного избегания, вызванную М-холиноблокатором скополамином. Установлено, что крысы, получавшие скополамин в дозе 1,5 мг/кг (в/б) до обучения условной реакции пассивного избегания в установке Passive avoidance фирмы Lafayette Instrument Co (США) через сутки воспроизводили рефлекс только в 10 % случаев, в то время как в группе контрольных животных на фоне физиологического раствора этот показатель составлял 90 %. Мемантин в дозе 1 мг/кг предупреждал развитие амнезии условного рефлекса пассивного избегания у 20 % животных, а мексидол в дозе 100 мг/кг – у 30 % крыс. При совместном применении препаратов антиамнестический эффект отмечался у 50 % животных, что свидетельствует о суммировании антиамнестических эффектов веществ. Таким образом, полученные результаты предполагают значительно более эффективную терапию при комплексном лечении больных с нейродегенеративными заболеваниями и, возможно, снижение дозы мемантина – дорогостоящего зарубежного препарата фирмы Мерц при комплексном лечении больных отечественным препаратом мексидолом.

Использование системы СФМ-цикла (определение активности сфингомиелиназы и уровней церамида и сфингомиелина) может быть чрезвычайно перспективным для предклинического мониторинга препаратов, предлагаемых для лечения болезни Альцгеймера. Ингибиторы сфингомиелиназы могут рассматриваться в ряду препаратов, перспективных для дальнейшего клинического применения.

Разработка новых лекарственных средств для лечения и предупреждения болезни альцгеймера на основе оригинальных модуляторов активности ионотропных глутаматных рецепторов

С.О. Бачурин, В.В. Григорьев, М. В. Лавров, В.А. Палюлин,

Н.С. Зефиров

Институт физиологически активных веществ РАН, Черноголовка

В настоящее время твердо установлено участие глутаматэргической системы ЦНС в развитии целого ряда нейродегенеративных расстройств, в частности болезни Альцгеймера (БА). Так, показано, что в гиппокампе и стриатуме больных БА происходит значительное снижение количества глутаматных рецепторов по сравнению с людьми, не страдающими БА. Таким образом, активация глутаматэргической нейротрансмиссии у больных БА (в частности, АМРА-рецепторов) может представлять интерес как стратегия создания когнитивно-стимулирующих препаратов для терапии БА. С другой стороны, обнаружено, что глутаматные рецепторы играют важную в роль патогенезе БА путем реализации нейротоксического действия бета-амилоидного пептида (АР). Таким образом, блокада гиперактивации глутаматных рецепторов (в первую очередь, NMDA-подтипа) АР может рассматриваться в качестве нейропротекторной терапии БА. В последние годы различными фармакологическими компаниями ведутся работы по практическому созданию препаратов для лечения БА по обоим указанным направлениям, в частности предложен препарат мемантин (антагонист NMDA-рецепторов) и т.н. АМРАкины – позитивные модуляторы АМРА-рецепторов.

Целью данного проекта на этапе 2005 г. являлось исследование механизма взаимодействия ранее выявленных соединений-лидеров с NMDA- и АМРА-рецепторами электрофизиологическими методами и направленное конструирование новых позитивных модуляторов АМРА-рецепторов на основе данных 3-мерного докинга на «амра-кинный» сайт рецептора. Для достижения этой цели были решены следующие задачи:

1. Был исследован механизм действия соединения-лидера NT1505 на разные подтипы ионотропных глутаматных рецепторов. Эксперименты проводили на свежеизолированных нейронах Пуркинье, выделенных из мозжечка головного мозга крыс в возрасте 12–17 дней, и нейронах коры головного мозга крыс в возрасте 7–9 дней, электрофизиологическим методом patch-clamp в конфигурации «whole cell». Проведенные исследования показали, что циклотиазид (ЦТ) – известный положительный модулятор АМРА-рецепторов – и оригинальный препарат NT1505 влияют на кривые зависимости доза-ответ для каиновой кислоты (КК)- агониста АМРА-рецепторов. Оба соединения вызывают непараллельный сдвиг влево кривой доза-ответ для КК в диапазоне доз последней от 10 до 4000 мкМ. Кривая доза-ответ для КК в присутствии NT1505 была сдвинута левее и выше, чем в присутствии ЦТ, что указывает на большую эффективность NT1505 по сравнению с ЦТ. Для максимальных доз КК (4000 мкМ) средняя потенциация, вызываемая ЦТ, составила 60 % (n=4), в то время как средняя потенциация, вызываемая NT1505, составила 132 % (n=5) (p<0.05). ЕС50 КК для контроля – 140 мкМ, в присутствии циклотиазида – 95 мкМ, а в присутствии NT1505 – 65 мкМ. Максимальный ток в присутствии циклотиазида увеличился в 1.65 раза, а в присутствии NT1505 – в 2.4 раза. Аналогичным, только более эффективным, образом NT1505, так же как и ЦТ, потенциировали токи, вызываемые аппликацией глутамата. Например, 30 мкМ ЦТ вызывал увеличение ответов глутамата в 7.0 раз, а 30 мкМ NT1505 – в 26.9 раз. Сходство действия ЦТ и NT1505 на ответы, вызываемые активацией АМРА-рецепторов различными агонистами в нейронах Пуркинье, позволяет нам предположить, что в основе механизма потенцирующего действия NT1505 на ответы АМРА лежит блокада десенситизации, вызываемая агонистами этих рецепторов. В другой серии экспериментов было исследовано действие NT1505 на токи, вызываемые активацией NMDA-рецепторов нейронов коры головного мозга. Важной особенностью действия NT1505 явилось то, что более эффективно он блокировал токи большей амплитуды, что указывает на неконкурентный механизм блокады NMDA-рецепторов. Таким образом, IC50 для токов различной амплитуды были различны и тем меньше, чем больше были NMDA-активируемые токи. Для максимальных токов в наших экспериментах IC50 =1.5 мкМ.

  1. На основании расчетов взаимодействия ряда соединений с АМРАкинным сайтом АМРА-рецептора методом 3-мерного докинга были синтезированы новые оригинальные соединения. Исследования их активности электрофизилогическим методом patch-clamp показали, что эти соединения обладают рекордной активностью и являются лидерами в этом классе соединений в мире. В поведенческих экспериментах эти соединения также усиливают когнитивные функции у животных в крайне низких дозах (менее 0.01 мг/кг).

В настоящее время происходит патентование перспективных соединений. В последующий период планируется углубленное исследование механизма действия этих веществ на различные подтипы глутаматных рецепторов in vitro и оценка их действия на память и когнитивные функции на поведенческих моделях на лабораторных животных.

РОЛЬ НАРУШЕНИЙ В ОБОНЯТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ В ГЕНЕЗЕ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА И РАЗРАБОТКА НА ЭТОЙ ОСНОВЕ НОВЫХ ПОДХОДОВ К ДИАГНОСТИКЕ И ЛЕЧЕНИЮ ДАННОГО ЗАБОЛЕВАНИЯ

Н.В.Бобкова1, Н.И.Медвинская1, И.В.Нестерова1, И.Ю.Александрова1, А.Н.Самохин1, Ю.Г.Гершович1, П.М.Гершович1, И.Э.Лежнева2, Е.М.Жеребкер2, Л.М.Царева2, Б.В.Бахарев1

1) Институт биофизики клетки РАН, Пущино

2) Больница Пущинского научного центра РАН, Пущино

Характерной особенностью болезни Альцгеймера (БА) является длительная бессимптомная фаза ее развития. Это обстоятельство практически исключает возможность исследования механизмов возникновения и ранней диагностики этого заболевания в клинике, и только использование адекватных моделей на животных позволяет решить эти вопросы. Однако подавляющее большинство существующих в настоящее время моделей воспроизводят в основном поздние, а не начальные «доамилоидные» стадии заболевания. На протяжении последних лет нами разрабатывается модель спорадической формы БА на бульбэктомированных (БЭ) мышах. Удаление обонятельных луковиц у животных вызывает специфический нейродегенеративный процесс, сопровождающийся массовой гибелью нейронов в структурах мозга, которые поражаются и при БА. При этом наблюдается возрастание уровня мозгового бета-амилоида, холинергический дефицит и потеря пространственной памяти. Однако в мозге БЭ мышей были обнаружены лишь единичные бляшкоподобные образования, взаимодействующие с моноклональными антителами к бета-амилоиду и окрашиваемые тиофлавином S. По-видимому, это обусловлено особенностями первичной структуры бета-амилоида мышей, отличающегося тремя аминокислотными остатками от структуры человеческого белка и способностью к образованию фибрилл. Поэтому мы исследовали эффекты удаления обонятельных луковиц у морских свинок, первичная структура бета-амилоида которых полностью идентична структуре человеческого бета-амилоида. У БЭ морских свинок наблюдался не только подъем мозгового уровня бета-амилоида, но и многочисленные мозговые экстра- и внутриклеточные депозиты на фоне резкого ухудшения пространственной памяти. Полученные данные явились необходимым звеном в доказательстве валидности модели БА на БЭ животных и важности нарушений в обонятельной системе в генезе БА.

Уникальной особенностью данной модели является наличие бессимптомного периода, когда развитие нейродегенерации сдерживается компенсаторными механизмами, в частности, активацией нейрогенеза. В иммуногистохимических исследованиях установлено, что в мозге БЭ животных через 4 недели после операции усиливается процесс включения бромдиоксиуридина в ДНК нейрональных клеток, что является доказательством активации пролиферативной активности в мозге на фоне нейродегенерации. Эти данные послужили отправной точкой к исследованию возможности предотвращения развития нейродегенерации у БЭ мышей путем трансплантации в их мозг фетальной ткани обонятельной луковицы, для которой характерен нейрогенез в течение всей жизни организма и крайне низка вероятность малигнизации. В результате исследования было обнаружено, что трансплантация в неокортекс эмбриональных клеток способствует восстановлению пространственной памяти у БЭ животных, вызывает в пораженных структурах мозга увеличение клеточной плотности и процент нормально функционирующих нейронов наряду со снижением выраженности таких клеточных патологий как пикноз, кариолизис и цитолиз. Все это позволяет рассматривать трансплантацию фетальных клеток обонятельной луковицы как один из перспективных подходов к лечению БА на основе клеточной терапии.

Для доказательства связи нарушения обоняния и БА была начата работа по изучению состояния обонятельной чувствительности у трансгенных животных линии B6C3-Tg(APP695)85Dbo Tg(PSEN1)85Dbo, несущих мутированные гены белка-предшественника бета-амилоида и пресенилина1 человека и являющихся общепринятой моделью наследственной формы БА, в сопоставлении с уровнем пространственной памяти в разные возрастные периоды. Было установлено, что Tg(+/-) и контрольные неTg(-/-) животные не различаются пороговой чувствительностью к раствору масляной кислоты на протяжении первых четырех месяцев жизни. Однако уже в 6 месяцев обнаруживается ослабление обонятельной чувствительности только в группе трансгенных животных, выраженность которого нарастает с возрастом. Интересно отметить, что нарушение пространственной памяти у Tg(+/-) мышей впервые обнаруживается только в 8 месяцев. Эти данные свидетельствуют о том, что нарушение обонятельной чувствительности у Tg(+/-) мышей опережает проявление дефицита памяти и может рассматриваться как один из ранних маркеров развития патологического процесса. Возможности использования показателей обонятельной чувствитель-ности к разным запахам для диагностики некоторых форм деменции было посвящено исследование, проводимое совместно с врачами Больницы Пущинского научного центра РАН. Для объективизации этих исследований был разработан подход количественной оценки реакций ЭЭГ на предъявление различных одорантов.

Полученные данные позволяют выдвинуть новое представление об участии обонятельных луковиц в генезе БА. Специфика нарушений обонятельной функции может быть положена в основу разработки ранней диагностики БА, чему и предполагается посвятить дальнейшие исследования.

КАТАЛИТИЧЕСКИЕ АНТИТЕЛА ПРИ РАССЕЯННОМ СКЛЕРОЗЕ

и других видах нейропатологии

А.Г.Габибов1), Н.А.Пономаренко1), О.М.Дурова2) И.И.Воробьев1), A.А.Белогуров1), И.Н.Куркова1), Г.Б.Телегин3), В.К.Мисиков2), С.В.Сучков2), В.Д.Кнорре1), А.И.Алехин4), Н.Г.Гончаров4)

1) Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и

Ю.А. Овчинникова РАН, Москва

2) Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского, Москва

3)Филиал института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и

Ю.А. Овчинникова РАН, Пущино

4)ЦКБ РАН, Москва

Механизмы развития системных аутоиммунных заболеваний, а также этиологические факторы, приводящие к возникновению этих нарушений, сегодня остаются непознанными. При этом патологическая роль аутоантител в разрушении тканей и клеточных структур не вызывает сомнений. Среди заболеваний аутоиммунной природы рассеянный склероз (РС) представляет собой серьезную медицинскую и социальную проблему. Факторы, приводящие к массовой демиелинизации нервных волокон при данном заболевании, неизвестны. Одна из наиболее обоснованных теорий патогенеза отводит основную роль в разрушении миелина воспалительному процессу, связанному с аутоиммунными реакциями. Общепризнано, что развитие аутоиммунной компоненты заболевания связано с Т-клеточной составляющей иммунного ответа. В последнее время, однако, появились данные об участии В-клеточного звена в патогенезе демиелинизирующего процесса. В частности, электронная микроскопия высокого разрешения продемонстрировала значительное скопление аутоантител к основному белку миелина в районах демиелинизации у больных рассеянным склерозом и на моделях животных, характеризующихся развитием экспериментального аллергического энцефаломиелита (ЕАЕ), патологии близкой к РС. В этой связи участие аутоантител к основному белку миелина, обладающих специфической протеолитической активностью по отношению к антигену может играть роль в патогенезе заболевания. В ходе выполнения работ по программе «Фундаментальные науки – медицине» в прошлые годы нашим коллективом было однозначно показано наличие подобной активности в сыворотке больных рассеянным склерозом у мышей линии SJL, развивающих ЕАЕ. Проблемы развития каталитического ответа в ходе развития РС, возможные корреляции активности со стадией инвалидизации (EDSS), специфичность деградации аутоантигена находились в сфере наших научных интересов в текущем году. Нами была составлена когорта больных с РС (48), инсультом (8), миелопатией (5) и здоровых доноров (20).

Удалось показать иммуногистохимически на срезах мозга крысы, что выделенные каталитические антитела из сывороток крови больных РС и мышей, развивающих ЕАЕ, обладают специфической связывающей способностью с миелиновыми структурами. Это подтверждает возможную функцию каталитических антител in vivo. Анализ уровней каталитической активности высокоочищенных антител привел к выводу о корреляции катализа с уровнем инвалидизации пациентов. Так, наивысшая активность наблюдалась у пациентов со значениями EDSS 5-6 единиц, что соответствует максимальным значениям. Принципиально это дает возможность выработать диагностические критерии развития данной патологии. Проблема создания серологических тест-пакетов для диагностики и прогноза рассеянного склероза до сих пор не решена. Безусловно, применение ЯМР томографии оказывает незаменимую услугу врачу в верификации диагноза РС. Однако иммунологические методики, как более простые и дешевые не утратили своего значения.



Нами также в ходе исследования усовершенствована техника ELISA при определении уровня антител, связывающих основной белок миелина (ОБМ). Связывающая и расщепляющая ОБМ активности аутоантител в комплексе могут быть использованы как диагностический критерий прогрессии РС. Методами масс-спектрометрии MS-MS, SELDI исследованы сайты специфического расщепления ОБМ под действием антител. Показано, что антитела «выщепляют» иммунодоминантные фрагменты молекулы. Реком-бинантный белок, содержащий в своем составе энцефалитогенный пептид оказался хорошим субстратом для каталитических аутоантител. Расщепление проходило лишь в области энцефалитогенного пептида. Ограниченный трипсинолиз ОБМ и указанного «искусственного» субстрата характеризовался отличными сайтами щепления. Таким образом, нами была показана «эпитоп-специфическая» каталитическая активность аутоантител. Значительной каталитической активности при других исследованных патологиях обнаружено не было.

ОБЩИЕ МЕХАНИЗМЫ ГИБЕЛИ НЕЙРОНОВ ПРИ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ПАТОЛОГИЯХ РАЗНОГО ТИПА: МИТОТИЧЕСКАЯ КАТАСТРОФА

1)Н.В.Гуляева, 2)А.Б.Гехт, 1)В.А.Маркевич, 3)М.Н.Захарова, 4)Л.Г.Хаспеков, 5)И.П.Белецкий, 1)М.Ю.Степаничев, 1)М.В.Онуфриев

1)Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва

2)Российский государственный медицинский университет, Москва

3)НИИ неврологии РАМН, Москва

4) ГУ НИИ мозга РАМН, Москва

5)Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино

Как правило, подходы к исследованию нейродегенерации предусматривают анализ патогенетических факторов определенной патологии и закономерностей ее развития. Результаты исследований конкретных патологий, связанных с нейродегенерацией, крайне редко рассматриваются в рамках концепции об общности причин и механизмов развития таких заболеваний. Несмотря на очевидные различия между разными нейродегенеративными заболеваниями (локализация и тип гибнущих нейронов, неврологические последствия и т.д.), результаты исследований последних лет указывают на удивительную общность молекулярных механизмов гибели нейронов. Представляется перспективным исследование в рамках концепции об универсальном механизме нейродегенерации различного генеза, связанном с патологической отменой запрета на активацию клеточного цикла. Механизмы такого запрета, действующего в норме в терминально дифференцированных клетках, в частности нейронах, до сих пор не ясен. Неисследованными остаются и механизмы патологической экспрессии компонентов клеточного цикла в гибнущих нейронах.

В рамках проекта проводится комплексное исследование, направленное на выяснение участия митотической катастрофы (аберрантного клеточного цикла) в нейродегенерации различного типа. Основные направления включают исследование механизмов гибели нейронов при моделировании нейродегенерации на животных и в культурах нервных и нейроноподобных клеток, а также исследование биологического материала (ликвор, образцы мозга), полученных от неврологических больных.

На моделях нейродегенерации, вызванной адреналэктомией, фокальной ишемией, судорожной активностью, введением бета-амилоидного пептида показана экспрессия белков-компонентов клеточного цикла, что подтверждает возможность моделирования митотической катастрофы нейрона (механизма нейродегенерации, показанного в селективно уязвимых областях мозга при различных неврологических заболеваниях). Установлено, что нейродегенерации и амнезии при центральном введении бета-амилоидного пептида предшествует нарушение нейрогенеза в гиппокампе. В ранние сроки после введения фрагмента бета-амилоидного пептида (25–35) (в период до проявления когнитивного дефицита) происходит подавление нейрогенеза в гиппокампе крыс, которое может быть связано с избыточной генерацией оксида азота за счет экспрессии NO-синтазы и окислительным стрессом. Предполагается, что нарушения нейрогенеза и нейродегенерация могут быть связанными событиями, опосредующими возникновение амнезии, характерной для этой модели болезни Альцгеймера. В экспериментах на другой модели болезни Альцгеймера, трансгенной линии мышей с оверэкспрессией фермента киназы гликогенсинтазы 3бета (линия GSK-3бета), при которой, наряду с нейродегенерацией, наблюдаются изменения когнитивных функций, характерные для этого заболевания, установлено, что нарушения развития и сохранения длительной посттетанической потенциации могут быть в значительной степени компенсированы LiCl. Поскольку экспрессия GSK-3бета является фактором, вызывающим активацию клеточного цикла в нейронах, можно предположить, что, ингибируя фермент, Li предотвращает этот процесс.

На культурах клеток-зерен мозжечка продемонстрирована экспрессия компонентов клеточного цикла при каспаза-3-зависимой апоптозо-подобной гибели нейронов, индуцированной амилоидными пептидами. Модуляция экспрессии каспазы-3 в клетках нейробластомы В-103 приводила к изменению экспрессии кавеолина, белка, регулирующего рост и пролиферацию клеток, а также кавеолин-зависимой киназы Lck. Возможно, активация каспаза-3-зависимой гибели нейронов, связанная с экспрессией белков клеточного цикла, опосредована кавеолин-зависимым механизмом.

В ликворе больных с боковым амиотрофическим склерозом обнаружен и охарактеризован не описанный ранее протеолитический фермент, активность которого коррелирует с гибелью нейронов и течением заболевания. В настоящее время проводится исследование биологического материала, полученного от неврологических больных с различными заболеваниями, в рамках гипотезы о возможной связи активации определенных протеаз и аберрантного клеточного цикла в нейронах.

Таким образом, многоуровневое исследование (модели in vivo, клеточные культуры, биологический материал от больных) и сравнительный анализ полученных данных позволяют найти наиболее реальные подходы к исследованию молекулярных механизмов нейродегенерации.

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЙСТВИЯ ОСТРОЙ И ХРОНИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ НА РАЗВИТИЕ ДЕМЕНЦИИ И БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА – НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА МЕТАБОЛИЗМ АМИЛОИДНОГО ПЕПТИДА, МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ

И.А. Журавин1), Н.Н. Наливаева1,4), С.А. Плеснева1), Н.Л. Туманова1), Д.С.Васильев1), Н.М. Дубровская1), Е.Г. Кочкина1), М.Ф. Баллюзек2),

Н.Л. Самус2), В.П. Анисимов3), L. Fisk4), A.J. Turner4)

1) Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова, РАН, Санкт-Петербург, 2)Клиническая больница РАН, Санкт-Петербург, Россия

3)Институт онкологии им. Н.Н.Петрова Минздрава РФ, Санкт-Петербург

4)Institute of Molecular and Cellular Biology, Faculty of Biological Sciences, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, U.K.

В последние годы становится все более очевидным, что нейродегенеративные процессы в ЦНС (болезни Альцгеймера, Паркинсона и др.) сопровождаются молекулярно-клеточными изменениями в мозге, связанными с холинергической системой и метаболизмом амилоидного пептида. Метаболизм амилоидного пептида в нервной ткани является динамичным и тонко регулируемым процессом, и баланс его образования и катаболизма зависит не только от состояния организма и ткани мозга в целом, но также от множества внутренних и внешних факторов в ходе всей продолжительности жизни человека (Landrigan et al., Environ. Health Perspect. 2005, 113:1230–33). Это позволяет расширить поиск путей, направленных на предотвращение накопления этого нейротоксичного пептида, с целью профилактики и лечения болезни Альцгеймера. Все большее число научных центров акцентируют свое внимание на поиске соединений, способных препятствовать образованию токсических концентраций А за счет повышения активности ферментов его катаболизма (Turner et al., Ann. N.Y. Acad. Sci., 2004, 1035: 1–20; Hama & Saido, Med. Hypotheses, 2005, 65: 498–500). Оценивая данные литературы и результаты, накопленные авторами данного проекта, становится ясно, что поиск препаратов для лечения болезни Альцгеймера ведется в нескольких направлениях – поиск препаратов для нормализации состояния холинергической системы; использование статинов и антиоксидантов, поиск соединений, повышающих активность ферментов катаболизма амилоидного пептида, таких, как неприлизин (НЕП), эндротелин-конвертирующий фермен (ЕСЕ-1) и инсулин-деградирующий фермент (IDE).

Исследования, проводимые в ходе выполнения данного проекта в 2005 году, расширили наши представления о роли различных амилоид-деградирующих ферментов в функционировании нервных клеток в норме и после гипоксии или ишемии. Показано, что НЕП, ЕСЕ-1 и IDE изменяются в клетках нервной ткани при гипоксии и ишемии мозга по-разному. Наиболее существенные изменения наблюдались в уровне экспрессии ЕСЕ-1 и НЕП (как при гипоксии и ишемии целого организма, так и на клеточных моделях), в то время как изменение содержания IDE было статистически недостоверным. Снижение экспрессии IDE имело место в клетках нейробластомы при окислительном стрессе после добавления в культуральную среду перекиси водорода, в то время как уровень ЕСЕ-1 практически не изменялся, а НЕП изменялся в наиболее значительной степени.

При исследовании тканей мышей с ускоренной программой старения (линия HER2) было обнаружено, что в мозге у этих животных (так же как в коре мозга крыс) происходит значительное возрастное снижение содержания НЕП вплоть до практически отсутствия этого фермента у мышей, достигших возраста 9 месяцев. Полученные данные свидетельствуют об универсальном характере возрастного дефицита НЕП в ткани мозга. Не выявлено изменений экспрессии ЕСЕ и IDE в мозге, а НЕП в почках мышей с ускоренной программой старения.

Анализ сигнальных механизмов, вовлеченных в регуляцию экспрессии НЕП и ЕСЕ, с целью выяснения роли холинергических агонистов, а также агонистов опиоидных рецепторов в этих процессах, показал, что длительное воздействие форболовых эфиров приводило к снижению экспрессии как НЕП, так и ЕСЕ-1 в клетках нейробластоы NВ7, которое не изменялось в присутствие ингибитора ПКС (BIS1), что свидетельствует о том, что снижение экспрессии НЕП и ЕСЕ-1 регулируется другими сигнальными системами, не опосредуемыми ПКС. Действие как соматостатина, так и опиоидного агониста DAGO (D-Aла2, Me-Фен4,[Гли(ол)5]энкефалин) не приводило к изменениям уровня экспрессии НЕП в клетках нейробластомы NВ7 и SK-N-SH, но повышало уровень экспрессии ЕСЕ-1. Полученные предварительные данные свидетельствуют, что антиоксидант – полифенол эпигаллокатехин-3-галлат (EGCG), способен при длительном воздействии повышать активность НЕП.

Анализ уровня активности ацетил-(АХЭ) и бутирил-(БХЭ) холинэстераз в плазме крови показал, что у пациентов с нарушением внимания и памяти после лечения инатилином активность АХЭ и БХЭ увеличивалась (в 2–4 раза). В группе пациентов с сердечно-сосудистыми нарушениями после лечения назначенными препаратами, увеличивалась активность БХЭ, а активность АХЭ не изменялась. В обеих группах увеличение активности ферментов наблюдалось в большей степени у более «молодых» пациентов. Таким образом, характеристика ферментативной активности АХЭ и БХЭ в плазме крови может служить простым, информативным и, самое главное, доступным тестом в клинике для диагностики заболевания, степени его тяжести и результатах терапии.

Исследования, проводимые в рамках данного проекта, являются высокоприоритетными и конкурентными, поскольку позволяют существенно расширить имеющиеся представления о патогенезе болезни Альцгеймера и предложить стратегию как профилактики, так и терапии этого и других нейродегенеративных заболеваний.

ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ И НАРУШЕНИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫХ РЕГУЛЯЦИЙ ПРИ НЕРВНО-ПСИХИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ

А.М.Иваницкий, Г.Н.Болдырева, Э.А.Костандов, М.Н.Русалова, Н.Е.Свидерская, В.Б.Стрелец

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва

Высшие функции человеческого мозга, такие как мышление, эмоции и, наконец, его сознание, возникают в результате сложного взаимодействия мозговых структур. Поэтому исследование такого взаимодействия и регуляторных влияний одних полей коры на другие является ключом для понимания природы психической сферы человека как в норме, так и при патологии. Эта идея объединяет исследования по проекту, которые включают шесть разделов.

Фундаментальные исследования мозговых основ сознания провдились в лаборатории А.М.Иваницкого. Была продолжена разработка гипотезы о связи селективного вербального внимания с памятью. Согласно данной гипотезе, все слова, как значимые, так и незначимые в данной ситуации, воспринимаются, но затем происходит торможение записи нерелевантных сигналов в декларативную память, в результате чего они вытесняются из сознания. Эти данные были подтверждены результатами исследования дипольных источников, показавших участие гиппокампального комплекса в процессах внимания. Был также применен тест на «память узнавания». Оказалось, что человек мог назвать предъявленные ему ранее незначимые слова в списке, показанном ему после опыта, хотя он и не мог вспомнить их без такой подсказки. Эти данные существенно подтверждают исходную гипотезу. Другим направлением работ было изучение быстрой автоматической системы анализа смысла слова. Установлено, что реакция мозга различна на конкретные и абстрактные слова, начиная уже с первых 100 мс после показа слова. Эти данные важны для понимания некоторых видов патологии внимания и памяти.

В лаборатории Г.Н.Болдыревой проведено исследование компонента Р300 слухового вызванного потенциала. У здоровых испытуемых выявлена статистически значимая связь его амплитуды с характеристиками внимания, определяемыми психологическим тестированием. При акцентировании внимания на целевой стимул параллельное предъявление раздражителей другой модальности (в частности, зрительной) не приводит к достоверным изменениям латентности и амплитуды ответа, что свидетельствует о направленности всех ресурсов внимания на решение главной задачи. При пассивном прослушивании параллельное введение зрительных стимулов значимо снижает амплитуду и увеличивает латентность Р300, что отражает процесс распределения и/или переключение внимания. Исследование больных с тяжелой черепно-мозговой травмой показало, что особенности выраженности компонента Р300 АВП коррелируют со степенью угнетения сознания. Эти данные способствуют объективной оценке текущего функционального состояния, а также прогнозированию течения болезни.

В лаборатории Э.А.Костандова разработана модель исследования неосознаваемых зрительных установок у детей дошкольного и младшего школьного возрастов. С ее помощью выявлен критический период развития когнитивных функций (6,2–7 лет), когда установки становятся пластичными, что обеспечивает более адекватное опознание новых сигналов. Анализ функции когерентности корковых потенциалов показал, что в этом возрасте происходит вовлечение лобной коры в процесс функциональной организации зрительного восприятия. Модель зрительной установки была апробирована на детях с патологией центральной нервной системы («минимальные мозговые дисфункции»). У детей с признаками незрелости фронто-таламической системы установки имели выраженный ригидный характер.

В группе М.Н.Русаловой исследован феномен «асимметрия сознания». Для решения проблемы соотношения асимметрии сознания с индивидуальными характеристиками человека разработан тест определения преобладания «правополушарного» или «левополушарного» типов сознания. Показано, что у лиц, имеющих высокие баллы по шкале «левополушарное сознание» отмечено преобладание связей в альфа-диапазоне в левом полушарии, тогда как «правополушарному сознанию» соответствовало значительное преобладание связей в альфа-полосе в правом полушарии.

В лаборатории Н.Е.Свидерской проведено сопоставление пространственной организации ЭЭГ у мужчин и женщин, страдающих хроническим алкоголизмом, с нормативными данными. Показано, что в норме половые различия по ряду интегральных показателей ЭЭГ выражены значительно меньше, чем при патологии. Данные объясняют известный факт более тяжелого и злокачественного течения хронического алкоголизма у женщин по сравнению с мужчинами. У женщин достоверно выше мощность медленных колебаний ЭЭГ, но ниже мощность высокочастотной части спектра. Это коррелирует с более выраженной прогредиентностью тормозно-дегенеративных процессов в мозге у женщин, в основе чего лежат нарушения баланса катехоламинергической и адренергической медиаторных систем. Снижение информационно-энергетического показателя у женщин по сравнению с мужчинами в патологии может свидетельствовать об ослаблении контроля сознания над когнитивными процессами.

В лаборатории В.Б.Стрелец получены новые данные о функциональном расщеплении полушарий у больных шизофренией. Выполнение когнитивных заданий в норме связано с выраженной синхронностью на высокочастотном гамма-ритме; у больных шизофренией такая синхронность отсутствует. Выполнение нейропсихологических проб у здоровых сопровождается усилением внутрикорковых функциональных связей, в том числе межполушарных. У больных шизофренией обеих групп, у которых отмечалось нарушение межполушарных связей, выполнение нейропсихологических проб, требующих межполушарной интеграции, оказалось нарушенным.

Фрагментация ДНК и факторы апоптоза в мозге трансгенных мышей – моделей болезни Альцгеймера и в клетках крови от пациентов с болезнью Альцгеймера

Ю.Г.Каминский1), А.С.Погосян1), А.А.Овсепян2), Е.А.Косенко1), К.Монтолиу3), В.Фелипо3)

1)Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино

2)Филиал Института биоорганической химии им. академиков М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН, Пущино

3)Институт цитологических исследований, Валенсия (Испания)

Введение -амилоидных (А) пептидов животным в мозг приводит к нарушению функций митохондрий, индукции маркеров апоптоза каспазы-9 и каспазы-3, накоплению белка р53 в ядрах неокортекса. Все это – свидетельство того, что А-пептиды являются мощными проапоптотическими стимуляторами, вызывающими повреждение ядерной ДНК. Мы выявили новое звено в патологическом каскаде, индуцируемом каспазой-3 в присутствии А25-35. Эта протеаза активирует дезоксирибонуклеазу (каспазой активируемую дезоксирибонуклеазу, КАД), которая может расщеплять ДНК генома на нуклеосомальные фрагменты. Здесь мы приводим результаты исследования роли таких факторов апоптоза, как КАД, -кальпаин, m-кальпаин, катепсины В и D, а также Н2О2, в действии А-пептидов на мозг. Оказалось, что уже через 7 дней после однократного введения А25-35 крысам в желудочки мозга наблюдается тенденция к повышению количества (и активности) КАД в клеточных ядрах неокортекса, а через 14 дней оно увеличивается на 20–25 %. В максимальной степени (на 44 %) повышается содержание КАД в ядрах гиппокампа, тогда как в мозжечке оно не изменяется. Фрагментация ДНК в ядрах мозжечка отсутствовала, а в неокортексе оказалась менее четко выраженной, чем в гиппокампе. Инкубация клеточных ядер гиппокампа контрольных животных с белковой фракцией, полученной из гиппокампа опытных крыс, стимулировала фрагментацию ДНК в контрольном препарате. Если же белковую фракцию гиппокампа опытных животных предварительно обработать антителами, которые «связывают» КАД, т.е. если провести иммунопреципитацию КАД, то такие экстракты не способны вызывать фрагментацию ДНК в контрольном образце. Аналогичные результаты получены in vitro с применением ингибиторов каспазы-3, и они подтверждают, что А25-35 активирует каспазу-3 в мозге, что степень активации различна в разных отделах мозга, и каспаза-3 индуцирует, в свою очередь, КАД-нуклеазу, повреждающую ядерную ДНК. Обнаруженное нами ранее накопление кальция в цитозоле мозга при действии вводимых А-пептидов может индуцировать кальпаины – нелизосомальные кальций-зависимые протеазы другого класса. Кальпаины претендуют на роль -секретазы, участвующей в протеолитическом расщеплении предшественника амилоидных белков. Для определения -кальпаина и m-кальпаина мы использовали иммуноферментный анализ и флуорогенный специфический субстрат. Выяснено, что протеолитическая активность -кальпаина повышается уже через 7 дней после введения А25-35 и дополнительно – через 14 дней. Активность m-кальпаина в неокортексе и мозжечке изменяется недостоверно. Наибольшую активность обе формы кальпаина проявляют в гиппокампе. Основными ферментами лизосом являются катепсины и эндонуклеазы – например, ДНКаза II. В наших экспериментах через 7 дней после введения А25-35 активность катепсинов В и D в цитоплазматических фракциях неокортекса, гиппокампа и мозжечка не менялась, т.е. мембраны лизосом сохранялись неповрежденными. Через 14 дней после введения А25-35 гомеостаз лизосом нарушался: в цитоплазме и митохондриях гиппокампа появлялись лизосомальные - и -галактозидазы, в митохондриях – лизосомальные катепсины В и D. Преинкубация несинаптических митохондрий неокортекса с катепсином В в течение 1 минуты стимулировала образование Н2О2 в этих митохондриях на 35 %; более длительная инкубация способствовала выходу цитохрома с из митохондрий в среду – более тяжелому их повреждению. Таким образом, не только митохондрии, растворимый цитозоль и ядра, но также и лизосомы и их протеолитические ферменты участвуют в патологическом процессе при БА. Проникающий в нейрон кальций стимулирует активность кальпаинов m и, повреждающих мембраны лизосом, катепсинов В и D, которые повреждают митохондриальные мембраны и усиливают образование Н2О2 в митохондриях. Нарушение гомеостаза кальция, активация кальпаинов, развитие окислительного стресса, нарушения в лизосомальной системе, сопровождающиеся высвобождением из лизосом агрессивных белков, являются самыми ранними событиями в общем пусковом механизме развития патологических процессов в мозге у крыс на экспериментальной модели БА. Самым же интригующим оказалось то, что аналогичные изменения КАД, - и m-кальпаинов, катепсинов В и D и Н2О2 наблюдаются в мозге трансгенных мышей-моделей БА и в лимфоцитах крови от пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера.

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАЛЬЦИЙ-СВЯЗЫВАЮЩИХ БЕЛКОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ИХ АНТИРАКОВОЕ ДЕЙСТВИЕ И ФОРМИРОВАНИЕ АМИЛОИДНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ

С.Е. Пермяков1), В.Н. Уверский1), И.В. Першикова1), А.П. Жадан1),

А.Г. Бакунц1), Л. Берлинер2), Ч. Брукс3), Г. Махатадзе4), Е.А. Пермяков1)

1) Институт биологического приборостроения РАН, Пущино, Московская обл., Россия

2) Денверский университет, Денвер, Колорадо, США

3) Университет штата Огайо, Колумбус, Огайо, США

4) Пенсильванский университет, Херши, Пенсильвания, США

В рамках выяснения молекулярных механизмов антиракового действия некоторых форм -лактальбумина продолжено исследование физико-химических свойств комплексов -лактальбумина с гистонами и поли-аминокислотами poly-Lys и poly-Arg, в качестве моделей гистонов. Методами собственной триптофановой флуоресценции, кругового дихроизма и сканирующей микрокалориметрии показано, что обнаруженное нами ранее состояние LAMPA -лактальбумина в комплексе с основными полиаминокислотами, характеризующееся низкой термостабильностью и низким сродством к кальцию, реализуется также и в комплексе с гистонами I, II, и III. Обнаружено, что -лактальбумин образует с гистонами комплексы различной стехиометрии, что регулируется концентрацией ионов кальция в растворе. Продолжено исследование фибриллообразования -лактальбумина в различных условиях. Показано, что при нейтральных рН интактный -лактальбумин, даже будучи в состоянии расплавленной глобулы при повышенных температурах, плохо образует амилоидные фибриллы. Обнаружено, что -лактальбумин с расщепленной единичной пептидной связью (1-40/41-123), а также -лактальбумин с удаленным 12-членным участком (1-40/53-123) хорошо образуют амилоидные фибриллы даже при нейтральных рН. Методы генетической инженерии применены для исследования электростатических взаимодействий в -лактальбумине в связи с его способностью к образованию фибрилл. Созданы около 15 мутантных белков с заменами в N-концевой части молекулы заряженных аминокислотных остатков на незаряженные. Методами сканирующей микрокалориметрии и собственной триптофановой флуоресценции исследованы тепловая стабильность и сродство к кальцию полученных мутантов. Обнаружено, что такие мутации могут приводить как к увеличению стабильности белка и его сродства к ионам кальция, так и уменьшению этих параметров. Методы Тенфорда-Кирквуда и Пуассона-Больцмана были применены для расчета энергии заряд-зарядовых взаимодействий в -лактальбумине. Обнаружена качественная корреляция экспериментальных и теоретических величин изменения энергии стабилизации молекулы -лактальбумина в результате точечных мутаций, что позволяет теоретически предсказывать влияние точечных замен поверхностных заряженных аминокислотных остатков на стабильность белка и его сродство к кальцию и тем самым на его склонность к агрегации.

Публикации

Permyakov S.E., Pershikova I.V., Zhadan A.P., Goers J., Bakunts A.G., Uversky V.N., Berliner L.J., and Permyakov E.A. Conversion of human -lactalbumin to an apo-like state in the complexes with basic poly-amino acids: toward understanding of the molecular mechanism of antitumor action of HAMLET. J. Proteome Res. (2005) 4, 2, p. 564-569.

Permyakov S.E., Makhatadze G.I., Owenius R., Uversky V.N., Brooks C.L., Permyakov E.A., and Berliner L.J. How to improve nature: study of the electrostatic properties of the surface of -lactalbumin. Protein Eng. Design and Selection (2005) 18, 9, p. 425-433.

ВЫЯСНЕНИЕ РОЛИ САРКОМЕРНЫХ ЦИТОСКЕЛЕТНЫХ БЕЛКОВ В ОБРАЗОВАНИИ АМИЛОИДОВ И В ПАТОГЕНЕЗЕ АМИЛОИДОЗОВ С ЦЕЛЬЮ РАЗРАБОТКИ МЕТОДА ИХ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ

З.А. Подлубная1), Л.Г. Марсагишвили1), М.Д. Шпагина1),

В.И. Емельяненко1), И.М. Вихлянцев1), С.Л. Малышев1), И.М. Ильинский2),

А.А. Федюшин3), В.Л. Николаев-Пасухин3)

1)Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино;

2)НИИ трансплантологии и искусственных органов МЗ РФ, Москва;

3)Больница ПНЦ РАН, Пущино

Амилоидозы – болезни, которые наступают в результате нарушения сворачивания белка и характеризуются отложениями его нерастворимых фибрилл (амилоидов) в разных органах и тканях. Амилоидные отложения обнаруживаются при таких заболеваниях человека как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, синдром Дауна, второй тип диабета, полиамилоидные полинейропатии, прионные амилоидозы и др. Амилоиды найдены и мышцах при кардиомиопатиях, миокардитах и миозитах, однако не уделялось должного внимания изучению нейродегенеративных и мышечных заболеваний как сочетанных нарушений. Предупреждение амилоидных заболеваний или их выявление на ранних стадиях и назначение своевременного лечения является нерешенной задачей современной медицины. Для этого необходимо знание амилоидогенеза: выявление общих свойств амилоидов разных белков, знание факторов, регулирующих их образование и разрушение, их эффектов на жизнедеятельность клеток. Несмотря на разную природу белков-предшественников, их амилоидные фибриллы имеют общие свойства: -складчатую структуру с отдельными -слоями, ориентированными параллельно главной оси фибриллы; нерастворимость in vivo; специфическое связывание с красителями Конго красным (КК) и тиофлавином Т (ТТ). В экспериментах in vitro трансформации -спиральной структуры большинства белков в -складчатость добиваются, используя условия, резко отличающиеся от физиологических (высокие значения температуры – 50–70 С, низкие значения рН, детергенты, длительные времена инкубации и т. п.). Молекулы саркомерных цитоскелетных белков семейства тайтина, амилоидогенные свойства которых мы открыли впервые, уже содержат более ~90 % -складчатой структуры, необходимой для образования амилоидных фибрилл, что является преимуществом при исследовании их амилоидогенеза. С помощью электронной микроскопии мы показали, что в условиях, близких к физиологическим, тайтин и все белки его семейства (Х-, С- и Н-белки) формируют спиральные фибриллы, сходные по структуре с амилоидами в мозге при болезни Альцгеймера, и/или линейные фибриллы и их пучки, характерные для многих известных амилоидогенных белков. Их амилоидная природа была нами подтверждена также поляризационной и люминесцентной микроскопией с красителями КК и ТТ. Кроме того, на специфичность связывания ТТ с амилоидами Х-, Н-, и С-белков по сравнению с этими белками в молекулярной форме указывает увеличение интенсивности флуоресценции красителя (в 10, 9, и 7 раз соответственно) и сдвиг спектра поглощения КК в длинноволновую область в присутствии фибрилл этих белков. Идентичность спектров кругового дихроизма Х-, Н- и С-белков в молекулярной и фибриллярной формах свидетельствует об отсутствии существенных изменений во вторичной структуре белков в процессе фибриллообразования. Н-, С- и Х-фибриллы, существенно снижали АТФазу актомиозина (АМ) in vitro, что указывает на их прямой негативный эффект на функциональную активность сократительной системы даже на ранних стадиях формирования амилоидных отложений. Для выяснения возможных подходов к разрушению амилоидных отложений in vivo нами проведено in vitro тестирование эффекта антибиотиков на амилоиды исследуемых белков. Антибиотик тетрациклин разрушает Х-, С- и Н-фибриллы, подобно его действию на амилоиды А-пептида и тау белка при болезни Альцгеймера, на депозиты хантингтина при болезни Хантингтона, а также на амилоидные фибриллы прионного белка. Заметим, что в случае тетрациклина и его производных мы имеем дело с лекарствами, не только разрушающими зрелые фибриллы, но и ингибирующими образование новых амилоидов. Несомненно, что вещества, обладающие обоими этими эффектами, более ценны в терапии амилоидозов. Интересно, что разрушение Х-, С- и Н-фибрилл антибиотиком приводит к возрастанию АТФазы АМ до исходного уровня, что свидетельствует об отсутствии токсического действия самого лекарства и образуемых им фрагментов фибрилл на АМ систему. Таким образом, открыты новые белки-предшественники амилоидов и вероятные участники амилоидогенеза не только в мышцах, поскольку белки, подобные тайтину, найдены и в других тканях. Из-за высокого исходного содержания -складчатости белки легко образуют амилоиды in vitro, что может представлять опасность быстрого роста их амилоидных отложений in vivo. Полученные результаты подтверждают наше предположение о возможности сходных подходов к разрушению разных амилоидов в связи с их общими физико-химическими свойствами. Эти подходы и пути управления амилоидогенезом в органах и тканях могут быть in vitro разработаны с использованием амилоидов саркомерных цитоскелетных белков семейства тайтина. Исследования будут направлены на поиск: (1) новых нетоксичных препаратов, разрушающих зрелые амилоидные фибриллы и ингибирующих рост новых фибрилл; (2) белков-маркеров в крови пациентов иммунологическими методами для разработки тест-систем доклинической диагностики амилоидозов. Такими маркерами могут оказаться и цитоскелетные белки семейства тайтина или их фрагменты.

ДИАГНОСТИКА РАННИХ ФОРМ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА

C.Н.Пчелина1,2), О.Н.Иванова2), Н.М.Ханина1), А.М.Шейдина1), Е.П.Демина1), А.Ф.Якимовский2), А.Л.Шварцман1)

1)Петербургский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова РАН, Гатчина, С.-Петербург

2)Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П.Павлова, С.-Петербург

Болезнь Паркинсона (БП) – второе по частоте встречаемости нейродегенеративное заболевание после болезни Альцгеймера. Частота встречаемости заболевания доходит до 1 %, причем из всех случаев 17 % приходится на так называемую раннюю форму БП с началом до 50 лет. Диагностика БП затруднена. Окончательный клинический диагноз, даже при развернутой картине заболевания, может быть поставлен на основе данных аутопсии. В настоящее время ведется активный поиск биомаркеров, в том числе генетических, позволяющих производить раннюю диагностику заболевания, а также при необходимости проводить дифференциальный диагноз с другими неврологическими заболеваниями.

В настоящее время известно шесть генов, мутации в которых приводят к развитию моногенных форм БП, и кроме этого картировано еще шесть локусов, связанных с БП. В большинстве случаев моногенные формы БП достаточно редки. По существующим данным наиболее частым молекулярным дефектом, ответственным за наследственные формы БП, являются мутации в гене паркина (PARK2). Ген PARK2 содержит 12 экзонов и кодирует белок паркин, состоящий из 465 аминокислот. Показано, что паркин является одним из ферментов убиквитин-протеасомной системы, обеспечивающей протеасомную деградацию белков в клетке. Различные мутации в гене PARK2 (делеции/дупликации различных экзонов, точечные мутации) обнаруживаются в 50 % случаев аутосомно-рецессивного ювенильного паркинсонизма (AR-JP), а также в 20 % случаев ранней БП (начало до 50 лет).

Целью настоящего проекта явилось выявление ранних форм БП, связанных с мутациями в гене PARK2.

Поиск мутаций в 12 экзонах гена PARK2 был проведен у 42 человек с ранней формой БП (18 мужчин, 24 женщины, средний возраст начала заболевания 45±6.2 лет) с использованием метода количественной ПЦР в реальном времени с зондами TaqMan, а также исследованием конформаций однонитевых фрагментов ДНК (SSCP-анализ) и прямого секвенирования. Для проведения SSCP-анализа и секвенирования были использованы праймеры, фланкирующие экзоны гена PARK2, описанные ранее. Для проведения ПЦР в реальном времени TaqMan нами были разработаны зонды и праймеры на все экзоны гена PARK2 с использованием программы PrimerExpress. Нормирование результатов проводили с помощью измерений соответствующих показателей для гена -актина (Синтол, Россия).

Из 42 пациентов с ранней формой БП мутации в гене PARK2 были выявлены у 7 больных (16.7 %). Пациент 1 (мужчина, начало заболевания 32 года, отец болен БП) имел дупликацию экзона 4 в гетерозиготном состоянии. Ранее данная мутация была обнаружена также в семьях с псевдодоминантным типом наследования. Пациент 2 (мужчина, начало заболевания в 43 года) имел аминокислотную замену Arg334Cys в функционально-значимом районе паркина. Ранее данная мутация была обнаружена в гомозиготном состоянии у больных AR-JP и не встречалась в контроле. Пациент 3 (женщина, начало заболевания в 52 года, мать больна БП) имел аминокислотную замену Ser167Asn и дупликацию экзонов 2 и 3. Выявленная замена Ser167Asn является полиморфным вариантом гена PARK2. По данным зарубежных авторов ее частота у больных и в контроле составляет 3–5 %. В нашем исследовании данный вариант был выявлен у 2 пациентов, и его частота среди обследованных больных составила 4.8 %. Дупликация 2–3 была описана ранее в геторозиготном состоянии у больного с ранней формой БП. Пациент 4 (женщина, начало заболевания в 44 года) имела делецию экзонов 8 и 9. Ранее делеция экзонов 8–9 в гомозиготном состоянии была описана у больных AR-JP. Пациент 5 (женщина, начало заболевания в 45 лет) имел ранее описанные делеции экзонов 7 и 10. В трех последних случаях (пациенты 3, 4 и 5) нам не известно, локализуются ли мутации на одной или разных хромосомах. У пациента 6 (женщина, начало заболевания в 52 года) и пациента 7 (женщина, начало заболевания в 50 лет, братья и сестры больны БП) была выявлена ранее не описанная делеция экзона 9 в гетерозиготном состоянии. Делеция экзона 9 гена PARK2 приводит к сдвигу рамки считывания и изменению функционально-значимого домена паркина (IRB и RING2), ответственного за взаимодействие с Е2 субъединицей убиквитин-лигазного комплекса.

Таким образом, нами была показана высокая частота мутаций в гене PARK2 у больных с ранней формой БП. В настоящее время проводится сравнение ответа на применяемую терапию у больных с выявленными мутациями в гене PARK2 и остальных больных с ранней формой БП.

ПАТОЛОГИЯ ДОФАМИНЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МОЗГА – МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ, РАННЯЯ ДИАГНОСТИКА И ЛЕЧЕНИЕ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

А.С.Базян, Г.А.Григорьян, М.Е.Иоффе, Г.Н.Кузнецова, Е.В.Лосева, В.В.Раевский

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН

Предполагается, что ритмический пейсмекер, индуцирующий тремор при паркинсонизме и пик-волновую активность при absence эпилепсии локализован в ретикулярном ядре таламуса. ГАМКергические нейроны ретикулярного ядра фазически гиперполяризуют таламокортикальные клетки мишени и вызывают в них индуцируемый гипперполяризацией, потенциал–зависимый пик отдачи. ДА система мозга контролирует пейсмекер ретикулярного ядра таламуса, контролируя возбуждающие и тормозные синаптические входы таламических нейронов. Известно, что паркинсонизм развивается при дегенерации ДА системы мозга. Но дефицит ДА системы наблюдается и при absence эпилепсии. Установлено, что у крыс линии WAG/Rij в n. accumbens и n. caudatus уменьшена плотность D1 рецепторов, ответственных за дофаминергическую up-регуляцию. В моторной, соматосенсорной, париетальной коре и в n. caudatus увеличена плотность D2/ D3 рецепторов, обеспечивающих дофаминергическую down-регуляцию. Таким образом, дофаминерги-ческий дефицит у этих крыс обусловлен ДА рецепторами.

Исследование мусцимолиндуцируемого потока 36Cl– через ГАМКА рецепторы в синаптонейросомы коры мозга показало, что у крыс WAG/Rij активность ГАМКА рецептора значительно выше, чем у контрольных крыс Вистар. Причем реакция принципиально отличается от клонико–тонической судорожной активности, при которой активность ГАМКА рецептора значительно ниже, чем у контрольных крыс Вистар.

В специальных сериях исследований выявлена многоуровневая регуляция гистаминергической системой мозга пик-волновой активности в таламо-кортикальных нейрональных петлях крыс линии WAG/Rij.

НОВЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПАТОГЕНЕЗЕ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ (синдром гиперпролактинемии, болезнь Паркинсона)

М.В.Угрюмов

Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, Москва

Нервные и нейроэндокринные регуляции обеспечиваются нейротрансмиттерами и нейрогормонами, причем нарушение метаболизма этих межклеточных сигналов, возникающее при гибели синтезирующих их нейронов, приводит к развитию нейродегенеративных заболевании. Так, при дегенерации дофаминергических нейронов гипоталамуса и черной субстанции среднего мозга развиваются соответственно синдром гиперпролактинемии и болезнь Паркинсона.

В дофамин(ДА)-продуцирующих центрах мозга, наряду с дофаминергическими нейронами, обладающими полным набором ферментов синтеза ДА – тирозингидроксилазой (ТГ) и декарбоксилазой ароматических L-аминокислот (ДАА), были обнаружены нейроны, экспрессирующие только один из ферментов (Meister et al., 1988). Исследования, проведенные нами в рамках программы «Фундаментальные науки – медицине» в 2002–2005 гг., показали, что большая популяция моноферментных нейронов содержится в гипоталамусе (Ershov et al., 2002 а, b), причем эти нейроны синтезируют ДА по конвейерному принципу (Ugrumov et al., 2002 a, b, 2004). Получены доказательства того, что кооперативный синтез ДА моноферментными нейронами является компенсаторной реакцией при функциональной недостаточности дофаминергических нейронов, в частности, при их дегенерации (Ershov et al., 2005). Такие же моноферментные нейроны были обнаружены нами и в стриатуме, однако только при фармакологически вызванной дегенерации дофаминергических нейронов черной субстанции. Этот факт рассматривается как показатель включения в стриатуме компенсаторного синтеза ДА при функциональной недостаточности ниграстриатной дофаминергической системы.

Если усиление или включение кооперативного синтеза ДА недофаминергическими нейронами при функциональной недостаточности дофаминергической системы доказано, то вопрос о регуляции этого процесса остается открытым. Поэтому целью проекта 2005 г. явилась проверка нашей гипотезы о том, что экспрессия ферментов синтеза ДА в недофаминергических нейронах гипоталамуса и стриатума находится под ингибиторным контролем афферентов, который ослабляется или снимается в патологии.

В качестве модели гипоталамических нейронов использованы вазопрессинергические нейроны супраоптического ядра, в которых при осмотической стимуляции экспрессируется ТГ. В работе поставлены задачи определить, на каком этапе онтогенеза включается экспрессия гена и синтеза ТГ и участвуют ли в регуляции этих процессов норадренергические афференты. Исследование проведено на крысах на 21-й эмбриональный день (Э21), 3-й постнатальный день (П3) и П13 с использованием количественной и полуколичественной иммуноцитохимии и гибридизации in situ. Животных всех возрастных групп подвергали солевой нагрузке, причем в ряде случаев на фоне введения празозина – ингибитора 1-адренорецепторов. Крысам на П3 также вводили фенилэфрин – агонист 1-адренорецепторов. Согласно полученным данным ТГ начинает экспрессироваться в нейронах в ответ на солевую нагрузку на П3. Число нейронов, экспрессирующих ТГ при солевой нагрузке, сокращается в 3 раза с П3 по П13. Учитывая то, что в этот период развития осуществляется иннервация супраоптического ядра, нами была сформулирована гипотеза о том, что экспрессия ТГ ингибируется норадренергическими афферентами. По полученным данным ТГ не экспрессируется в осмотически стимулированных нейронах на фоне введения празозина на Э21, однако на П3 и П13 это комбинированное воздействие приводит к усилению экспрессии ТГ. При этом на П13 у животных с более развитой афферентной иннервацией, количество ТГ-иммунореактивных нейронов втрое меньше, чем на П3. Напротив, введение животным фенилэфрина приводит к снижению уровня экспрессии ТГ в осмотически стимулированных нейронах.

Регуляция экспрессии ТГ в нейронах стриатума была изучена на модели развития нигростриатной дофаминергической системы в онтогенезе у крыс. С этой целью экспрессию ТГ оценивали иммуногистохимически в нейронах стриатума у плодов крыс до формирования дофаминергического афферентного контроля (Э17, Э18, Э21) и в ранний постнатальный период (П2, П7) – в процессе формирования этого контроля. У плодов крыс в стриатуме и в смежных областях мозга обнаружены многочисленные ТГ-иммунореактивные нейроны, число которых уменьшается по мере врастания в эти отделы мозга дофаминергических афферентных волокон. В ранний постнатальный период в процессе образования синаптических связей ТГ-иммунореактивные нейроны перестают выявляться, что свидетельствует о формировании к этому времени афферентного ингибиторного контроля.

Таким образом, полученые данные свидетельствуют о наличии ингибиторного катехоламинового контроля экспрессии ферментов синтеза ДА в недофаминергических нейронах гипоталамуса и стриатума.

СОЗДАНИЕ АНТИАМИЛОИДОГЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА НА ОСНОВЕ МИМЕТИКОВ ТРАНССАЙРЕТИНА

A.Л. Шварцман1,2), С.В.Саранцева1), А.Е.Тараскина1), О.Л.Рунова2), Е.И.Талалаева2), М.Витек 3)

1 Петербургский Институт ядерной физики им. Константинова РАН, Гатчина, С.-Петербург

2 Институт экспериментальной медицины РАМН, С.-Петербург

3 Медицинский центр Университета Дюка, Северная Каролина, США

Болезнь Альцгеймера (БА) представляет собой наиболее распространенную форму первичных нейродегенеративных заболеваний, которая характеризуется прогрессирующей потерей памяти, расстройством речи и распадом интеллекта.

Многочисленные наблюдения поддерживают гипотезы о важнейшей роли амилоидоза в этиологии БА. Основной компонент амилоидных бляшек, найденных в аутоптатах мозга больных, представляет собой короткий пептид (39–43 аминокислоты), названный амилоид--протеином (A). Предполагается, что именно А является первичным патологическим агентом абсолютно во всех случаях БА, и его повышенная продукция и последующие полимеризация и фибриллизация обусловливают всю цепочку изменений в мозге больных. Естественно, что наиболее очевидным подходом в создании фармакологических препаратов для лечения БА является получение таких соединений, которые могли бы подавлять полимеризацию и агрегацию растворимого A. Здесь, однако, необходимо учитывать следующее обстоятельство. Реальный механизм А фибриллогенеза вовлекает образование как линейных олигомеров, так и большого числа промежуточных структур (круговых олигомеров, протофибрилл, аморфных агрегатов). Какие из этих интермедиатов являются нейротоксическими в настоящее время непонятно и поэтому при создании ингибиторов амилоидоза необходимо понимать, какие именно взаимодействия блокируются этими ингибиторами.

Основной целью нашего исследования явилось создание ингибиторов А амилоидоза на основе миметиков транссайретина (ТТР) и определения механизма их действия.

Ранее мы показали, что основной белок спинномозговой жидкости ТТР связывает циркулирующий А и подавляет in vitro и in vivo агрегацию и образование A амилоидных фибрилл (Schwarzman et al., 1994, Proc. Natl. Acad. Sci.USA., 91:8368–8372).

Исследования, проведенные нами в рамках программы «Фундаментальные науки–медицине» в 2004–2005 гг., позволили нам идентифицировать последовательность А связывающего домена ТТР и показать, что синтетические пептиды-миметики этого домена также могут ингибировать образование амилоида (Schwarzman et al., 2004, Amyloid: J. Protein Folding Disord. 11: 1–9; Schwarzman et al., 2005, Amyloid: J. Protein Folding Disord. 12: 1–12). Используя метод сайт-направленного мутагенеза, мы нашли, что А связывающий домен рекомбинантного ТТР включает аминокислотные остатки VHVFRKAADDTWEPFASGKTSESGELHGLTT (TTR30–60) ТТР мономера. Последовательное уменьшение этой последовательности показало, что минимальный участок А связывающего домена, обладающего ингибиторной активностью, содержит аминокислотные остатки ADDTWEP (TTR 37–43) ТТР мономера. Для подтверждения специфичности связывания А с ТТР-миметиками мы синтезировали также мутантные ТТР пептиды TTR30–60 M and TTR37–43 M, в которых глутаминовая кислота в позиции 42 была замещена на глицин.

Пептиды TTR30–60 и TTR 37–43 значительно снижали агрегацию А in vitro, рост амилоида на синтетических подложках, содержащих уже сформировавшиеся агрегаты А, и накопление амилоида в культуре эндотелиальных клеток. Электронно-микроскопические исследования показали, что совместная инкубации А и ингибиторов приводит к образованию аморфных агрегатов, олигомеров и коротких фибрилл. В отличие от ТТР ни один из пептидов не подавлял образования круговых олигомеров и протофибрилл, однако ТТР-миметики, по всей вероятности блокировали их ассоциацию в зрелые фибриллы. Мутантные ТТР пептиды TTR30–60 M и TTR37–43 M характеризовались сниженной ингибиторной активностью и практически не влияли на накопления амилоида на синтетических подложках и в культуре эндотелиальных клеток.

На основании полученных результатов мы можем предполагать, что пептиды-миметики ТТР ингибируют взаимодействие промежуточных амилоидных структур. Ингибирование этих взаимодействий должно иметь такой же сетевой эффект на образование амилоида как и ингибирование первоначальных этапов А полимеризации. Поскольку в настоящее время мы не знаем, какие интермедиаты амилоидного каскада являются нейротоксичными, создание новых ингибиторов А амилоидоза должно быть направлено не только на поиск соединений, ингибирующих полимеризацию А, но также и на подавление различных стадий процесса формирования и роста амилоида. В практическом плане ингибирование этих взаимодействий может иметь даже более более важное значение, поскольку на момент диагноза и начала лечения пациенты с БА уже имеют различные А отложения в мозге.

КОГНИТИВНЫЕ ФУНКЦИИ И ЭМОЦИИ: НАРУШЕНИЯ ЭМОЦИОНАЛЬНО-ВОЛЕВОЙ СФЕРЫ ЧЕЛОВЕКА КАК ФАКТОР ПАТОГЕНЕЗА ХРОНИЧЕСКИХ ЦЕРЕБРОВАСКУЛЯРНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

И.Р.Ильюченок1), О.П.Миронова2), А.И.Стрельцова1), А.С. Калуга 2)

1) Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва

2) Центральная клиническая больница РАН, Москва

Исследование направлено на выявление механизмов влияния эмоций человека на процессы мышления. Было высказано предположение, что эмоциональные сдвиги, как в положительную, так и в негативную сторону, могут влиять на патогенез хронических заболеваний, связанных с сосудистыми церебральными нарушениями. Обследованы больные с цереброваскулярными заболеваниями разной степени тяжести (гипертоническая болезнь, дисциркуляторная энцефалопатия, состояния после перенесенного инсульта, всего 80 человек).

Для оценки психофизиологического профиля больных были использованы как классические, так и новые тесты – опросники Спилбергера и Тейлора, корректурная проба, задачи на категоризацию слов, мнестические задачи. Большое значение было уделено временным характеристикам мыслительных операций.

Показано, что в группе больных со сходными неврологическими показателями, и соответственно диагнозами, имеются существенные различия по данным когнитивной деятельности (внимание, память, мышление). Поэтому, в основу анализа легло сопоставление групп больных с разной степенью выраженности, или отсутствием, того или иного когнитивного дефекта. Были получены данные о взаимосвязи эмоционального состояния больного и особенностей его мыслительной деятельности. Также предложенные методы позволили количественно описать определенные психические феномены, возникающие при цереброваскулярных расстройствах (эмоциональная лабильность, конкретность мышления, легко вырабатываемая установка, затруднение при необходимости тонкой категоризации понятий).

Возможность объективного подхода к оценке психоэмоциональных нарушений у больных, их более тонкий анализ, позволят корректировать лечение, в том числе психотерапевтическое, необходимость которого стала очевидна после проведенного исследования.

1.2. Общие вопросы этиологии и патогенеза

КЛЕЩЕВЫЕ ИНФЕКЦИИ: ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ ПОПУЛЯЦИЙ ПЕРЕНОСЧИКОВ И РИСК ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ В УСЛОВИЯХ РАСТУЩЕГО АНТРОПОГЕННОГО ПРЕССА

А.Н. Алексеев 1), Е.В. Дубинина1), П.А. Чиров2), В.Н. Куликов3),

Е.С. Светашова4)

1) Зоологический институт РАН, Санкт-Петербург

2) Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов

3) Научно-производственная и диагностическая фирма Helix, Санкт-Петербург

4) Государственный научно-исследовательский институт озерного и речного рыбного хозяйства, Санкт-Петербург

С конца ХХ века человечество живет в стремительно изменяемой им среде. Не вдаваясь в причины глобального потепления климата, нельзя не принимать во внимание рост числа двигателей внутреннего сгорания и объемов выбрасываемых ими выхлопных газов, содержащих как ионы тяжелых металлов, так и создающую парниковый эффект углекислоту, неуклонный рост среднезимних температур. Совокупность этих факторов влияет на те компоненты биоты (в нашем случае иксодовых клещей – переносчиков многих тяжелых заболеваний человека), развитие которых связано с успехом переживания в исходно эволюционно жестких зимних условиях, а строение экзоскелета зависит от усвоения кальция, а не кадмия и свинца. Для здоровья человека значимы последствия этих факторов – изменения физиологических свойств как самих переносчиков, так и возбудителей клещевых инфекций (вирусов, бактерий, простейших, грибов). Авторами настоящего сообщения впервые установлено, что под влиянием антропогенного пресса (прежде всего, накопления ионов кадмия в среде и организме переносчиков) появились и численно увеличиваются субпопуляции клещей рода Ixodes, толерантных к кадмию, обладающие рядом новых, неблагоприятных с точки зрения распространения клещевых инфекций, свойств. Рост числа аномалий с 37 в апреле 2000 г. до 52 % в 2005 г. в одном и том же (контрольном) очаге под С.-Петербургом сопровождается ростом доли особей, зараженных патогенными для человека возбудителями (с 39.3 до 70 %). Доказано, что такие клещи чаще полиинфицированы клещевыми патогенами, а также более агрессивны, т.е. более эпидемиологически опасны. Благодаря материалам отечественных и зарубежных коллег установлено, что все клещи рода Ixodes, переносчики циркумполярно распространенного иксодового клещевого боррелиоза (ИКБ или болезни Лайма) имеют в составе популяций особей с аномалиями экзоскелета, численность которых тем больше, чем интенсивнее антропогенная нагрузка. Даже в рекреационной зоне США до 14 % основных переносчиков болезни Лайма Ixodes scapularus имеют аномалии экзоскелета. В частном владении в Англии число европейских клещей Ixodes ricinus с аномалиями составило 10–14 %. В Дании (остров Амагер, международный аэропорт Каструп) уже в 2000 г. их число достигало 20 %, а в лесах вблизи Невшателя (Швейцария, 2005 г.) – 19.8 %, в Литве (в парках Вильнюса, апрель 2005 г.) – 43 %. Наиболее высокий процент клещей с аномалиями (от 42 до 80 %) выявлен нами в районе промышленного центра так называемого троеградия (Польша). Эти работы, начатые впервые нами в начале 90-х годов на таежных клещах Ixodes persulcatus и лесных Ixodes ricinus, показали неуклонный рост доли аномальных клещей во всех регионах России: от Калининградской области до окрестностей Владивостока (от 25–30 % в начале мониторинга, до 48–50 % в 2005 г.). В Вологодской области (Череповец, окрестности комбината «Северсталь») в 2005 г. оно превысило 50 %. Количественный анализ содержания ионов тяжелых металлов в среде и организме клещей доказал наличие корреляции аномалий с содержанием кадмия; концентрация его в аномальных особях в 1.25–2.0 раза выше, нежели в нормальных. Получены данные о наследственном характере аномалий и зависимости частоты их появления от концентрации кадмия в материнских особях. Данные о более частой встречаемости ИКБ в аномальных особях статистически достоверно подтверждены в масштабе большинства территорий бывшего СССР – от Красноярского края до Литвы (29.4 против10.5 %). Впервые в мировой практике была определена «вульгарная», считавшаяся непатогенной, микрофлора (бактерии, бациллы и грибы) организма клещей, и сопоставление ее с наличием заведомо патогенных для человека возбудителей. Микрофлора аномальных особей оказалось более богатой видами: 47 видов против 28. Укус любого клеща, его насыщение и передача любой из клещевых инфекций невозможны без подавления иммунной системы теплокровного хозяина. В связи с этим присутствие любых других представителей «вульгарной» микрофлоры, способных вызвать оппорунистические инфекции и утяжелить основное заболевание, приобретает особое значение. Показано, например, что в 56 % случаев из всех исследованных аномальных особей гриб Penicillum citrinum, обнаруживаемый при кератите, поражении легких и мочеполовых путей, сочетался с боррелиями, возбудителями гранулоцитарного (2 случая) и моноцитарного эрлихиоза (3). В ряде случаев он сочетался с другим видом гриба – Aspergillus niger – частым возбудителем вторичной инфекции при поражении легких у лиц с иммунодефицитом. В аномальных клещах возбудитель гранулоцитарного эрлихиоза был встречен вместе с такими бактериями, как Alcaligenes fecalis и Staphylococcus saprophyticus, доказанными агентами оппортунистических инфекций. Доля таких сочетаний в аномальной части популяции составила 58 %, тогда как в нормальных клещах 4 % (2=9.832). Учитывая преобладание в аномальных клещах двойных и тройных инфекций, полученные современные данные об их сочетании с «условно патогенной» микрофлорой доказывают еще большую опасность этой антропогенно создаваемой, толерантной к кадмию, части популяции переносчиков рода Ixodes.

ВЛИЯНИЕ ГЕЛИОГЕОМАГНИТНОЙ АКТИВНОСТИ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ, ВКЛЮЧАЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ОРГАНИЗМ

Т.К.Бреус1), Р.М.Баевский2), Т.А.Зенченко1), Р.М.Заславская1), Н.Г.Клейменова1), С.И.Климов1), О.В. Козырева3), А.А.Петрукович 1), С.И.Рапопорт 4), А.Н.Рогоза 5), Е.В.Цагареишвили5), Н.И.Хорсева 1), А.Г.Черникова 2)

1) Институт космических исследований РАН

2) ГНЦ РФ м Институт медико-биологических проблем РАН

3)Институт физики Земли РАН

4)Московская медицинская академии им. И.М.Сеченова

5)НИИ кардиологии им. А.Л.Мясникова

В исследованиях, проводимых в ИКИ РАН совместно с институтами РАН и РАМН, ранее было показано, что основной биологической мишенью для воздействия гелиогеомагнитной активности (ГМА) является сердце и сердечно-сосудистая система. Поскольку биологическая эффективность магнитных бурь сходной интенсивности оказывается различной, предполагается, что различие определяется «волновым почерком» бурь. Биотропным спектральным компонентом ГМА могут быть микропульсации в диапазоне частот ритмов сердца, например, Рс1 (0.5–2 Гц).

Проведенный анализ показал, что присутствие Рс 1 во время геомагнитных возмущений в 70 % случаев сопровождается аномальным возрастанием числа инфарктов миокарда в Москве и возрастанием числа внезапных смертей в Болгарии. Появление Рс1 за сутки до начала магнитной бури и существование сезонного зимнего максимума в их продолжительности коррелируют с появлением аномального числа инфарктов и внезапной смерти. Характерно, что сезонные максимумы других геомагнитных показателей приходятся на весну/осень, а медицинские эффекты до начала магнитных бурь не получали до этого разумных объяснений. В летнее время, однако, даже сильные магнитные бури с Рс1 не сопровождались возрастанием числа инфарктов. Предполагается, что чувствительность организма в зимнее время повышается из-за его неустойчивости, связанной с изменением продукции гормона мелатонина вследствие недостаточной освещенности. Другим показателем, реагировавшим на гелиогеомагнитную активность в ранее проведенных нами исследованиях, было артериальное давление (АД). Анализ базы данных НИИ кардиологии, содержащей результаты трехмесячного мониторирования 27 пациентов с диагнозом «гипертония» (2001–2003 гг.) показал, что примерно у 30 % пациентов имеются тренды и колебания, не объяснимые на фоне проводившейся терапии. Сопоставление с индексами геомагнитной активности свидетельствует, что для этих пациентов имеется значимая положительная корреляция с уровнем геомагнитной активности с запаздыванием отклика АД на ГМА примерно на 2 сут. Был также проведен анализ результатов 24-часового мониторирования АД и частоты сердечных сокращений (ЧСС) у космонавтов в предполетный период и во время длительных космических полетов. Всего проанализировано 24 наземных предполетных записей и 28 записей, полученных в период от 4 до 6 месяцев полета. После 4-х месячного пребывания в невесомости происходил рост АД и ЧСС у космонавтов перед началом и во время магнитной бури. После бури (менее чем через сутки) наблюдалось восстановление значений АД до значений в контрольной группе, в то время как ЧСС оставалась повышенной.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
 



<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.