Том 111, № 1 (2025)

Микробиота и макроорганизм находятся в постоянном взаимодействии друг с другом. Симбионтная микробиота принимает участие в выполнении ряда важных физиологических, биохимических и нейроэндокринных функций макроорганизма. Метаболическая активность микробиоты в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) помогает переваривать пищу, усваивать питательные вещества и извлекать энергию. Микробиота ЖКТ участвует в процессах метаболизма белков, жиров и углеводов, в процессах глюконеогенеза и гликогенолиза, а также влияет на чувство голода и насыщения. Помимо этого, микробиоту часто рассматривают как метаболически активный «орган», поскольку мощность метаболических реакций микробиоты кишечника сравнима с таковой печени организма-хозяина. Микробиота продуцирует аутоиндукторы (кворум-чувствительные вещества), гормоны, нейромедиаторы, короткоцепочечные жирные кислоты, вторичные жирные кислоты, факторы роста, газообразные молекулы и множество других активных веществ. Микробные метаболиты обеспечивают основную коммуникацию между организмом хозяина и его микробным сообществом и имеют огромное значение для нормального функционирования макроорганизма, начиная с внутриутробного развития и кончая процессами старения. Более того, изменение метаболической активности и/или соотношения разных видов микроорганизмов может приводить к различным метаболическим нарушениям организма-хозяина. Верно и обратное, нарушение метаболизма организма-хозяина может приводить к изменению видового состава микробиоты. В данном обзоре описано влияние микробиоты и ее метаболитов на нейроэндокринные функции макроорганизма и описаны соответствующие механизмы этого влияния.

Болезнь Паркинсона (БП) является возрастной нейродегенеративной патологией, которая характеризуется аномалиями дофаминергической системы мозга, альфа-синуклеинопатией и двигательными расстройствами. В медицинской литературе широко обсуждается связь вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) с возможной предрасположенностью к патологиям центральной нервной системы, однако экспериментальных работ на эту тему практически нет. В настоящем исследовании изучали влияние ВРТ (культивирование in vitro преимплантационных эмбрионов и эмбриотрансфер (embryo transfer – ET)) на проявление признаков, характерных для БП: нарушение координации движений, снижение плотности нейронов, в том числе дофаминергических, а также накопление альфа-синуклеина в компактной части черной субстанции (КЧС). Потомков-самцов линии B6.Cg-Tg (трансгенная модель БП) и линии C57BL/6 (далее по тексту – дикий тип, WT), полученных с применением ВРТ (группы B6.Cg-Tg ET и WT ET) либо путем естественного спаривания (группы B6.Cg-Tg CTL и WT CTL), исследовали в возрасте шести месяцев. Координацию движений и баланс тела изучали с помощью теста ротарод; плотность нейронов, а также накопление альфа-синуклеина в КЧС оценивали иммуногистохимически. Было показано, что для мышей B6.Cg-Tg, полученных без применения ВРТ (B6.Cg-Tg CTL), характерно снижение плотности нейронов, в том числе дофаминергических, а также накопление альфа-синуклеина в КЧС по сравнению с диким типом (WT CTL). Потомки дикого типа, полученные с применением ВРТ (WT ET), характеризовались ухудшением координации движений и баланса тела, а также снижением плотности нейронов в КЧС, в том числе дофаминергических. У потомков линии B6.Cg-Tg, полученных с применением ВРТ (группа B6.Cg-Tg ET), в КЧС было обнаружено повышенное накопление альфа-синуклеина. Результаты исследования указывают на возможную связь применения современных репродуктивных технологий с повышением предрасположенности к развитию нейродегенеративного процесса и появлению признаков, характерных для БП.

Микроциркуляторное русло является ключевым звеном сердечно-сосудистой системы, на уровне которого происходит транскапиллярный обмен, что обеспечивает поддержание гомеостаза организма. Анализ изменения механизмов регуляции микроциркуляции в зависимости от возраста непосредственно связан с развитием предиктивной медицины.

Цель работы – оценка динамики функциональных изменений микроциркуляции у различных возрастных когорт и выявление механизмов системы регуляции микроциркуляции в зависимости от возраста.

В исследовании принимали участие добровольцы (города Семенова), разделенные на три возрастных группы. Группа 1 в возрасте 18 – 44 года, группа 2 – 45–59 лет, группа 3 – 60–74 года. В работе проводили анализ нормированных характеристик ритмов колебаний кровотока, исследовали показатель микроциркуляции, показатели окислительного и энергетического метаболизма на лазерном диагностическом аппарате «ЛАЗМА СТ» (ООО НПП «Лазма», Россия). В ходе исследования показано снижение амплитуд эндотелиального ритма (Аэ), нейрогенного ритма (Ан) и сердечного ритма (Ас) во 2-й группе относительно 1-й группы, что сопровождалось ростом показателя микроциркуляции и усилением окислительного метаболизма. Дальнейшее увеличение перфузии и окислительного метаболизма в 3-й группе вызывало максимальное снижение Ас и Аэ, Ан и миогенного (Ам) ритмов по сравнению с 1-й и 2-й группами. Показатели энергетического метаболизма в группах значимо не изменялись.

Таким образом, с возрастом регистрировалось увеличение объема крови, поступающей в систему микроциркуляции, и усиление окислительного метаболизма, что сопровождалось не только изменением реактивности сердечной компоненты, но и увеличением роли местных механизмов регуляции в 3-й группе.

В настоящей работе исследовались нейропротекторные эффекты локальной терапевтической гипотермии (ЛТГ) в модели фокальной ишемии, вызываемой эпипиальной аппликацией эндотелина-1 в область соматосенсорной коры головного мозга крыс по морфометрическому анализу ишемических очагов, формирующихся по прошествии 3 ч после аппликации эндотелина-1. Размеры ишемических очагов измерялись в серийных корональных срезах мозга после окраски 2,3,5-трифенилтетразолием хлоридом (ТТС). Было обнаружено, что охлаждение поверхности коры до 28°С с помощью субдурального элемента Пельтье с задержкой 0, 10 и 60 мин после аппликации эндотелина-1 вызывает значительное уменьшение размера ишемических очагов по сравнению с нормотермическими условиями. Нейропротекторные эффекты ЛТГ обратно коррелировали с задержкой начала ЛТГ от времени аппликации эндотелина-1 и были наиболее выражены при ЛТГ, начатой с минимальной (0 и 10 мин) задержкой после аппликации эндотелина-1. Также было обнаружено, что размер ишемического очага достоверно коррелирует со степенью подавления электрической активности, которая анализировалась в параллельной работе. В совокупности результаты морфологического и электрофизиологического анализа указывают на выраженные нейропротекторные эффекты поверхностной ЛТГ, особенно значительные при минимальной задержке ЛТГ после начала ишемического процесса, в модели фокальной ишемии, вызываемой эндотелином-1 в коре головного мозга крыс.

Долговременная скученность у крыс может приводить к тревожно-депрессивным расстройствам. Антидепрессанты, в том числе имипрамин, применяются в клинике и эксперименте для коррекции таких состояний. Цель настоящей работы – проверить, окажет ли имипрамин антидепрессантный и/или анксиолитический эффект на поведение крыс при скученности. Исследовали у крыс при скученности (16 крыс в клетке) и стандартном (4–5 крыс в клетке) содержании влияние ежедневного (4 дня до и 10 дней во время скученности) введения имипрамина в дозе 10 мг/кг на поведение в тестах открытое поле, свет-темнота, приподнятый крестообразный лабиринт (ПКЛ) и вынужденное плавание после отмены имипрамина (12–15-е дни скученности). Также оценивали прирост массы тела у тех же групп крыс на 8- и 12-е дни скученности и уровень кортикостерона в плазме крови на 16-й день скученности. Имипрамин в стандартных условиях не изменял поведение крыс во всех тестах. Скученность приводила к активации поведенческих реакций в тестах свет-темнота и ПКЛ, которая не уменьшалась (за исключением трех показателей) при действии имипрамина. То есть имипрамин не оказал выраженного корректирующего влияния в этих тестах на поведение крыс, содержавшихся в условиях скученности. В тесте вынужденного плавания скученность вызывала повышение иммобильности, а имипрамин приводил к коррекции этого нарушения. Под действием имипрамина в стандартных условиях и при скученности (в большей степени) уменьшался прирост массы тела, что свидетельствует о негативном побочном эффекте антидепрессанта. Уровень кортикостерона в плазме крови не отличался у крыс при стандартном и скученном содержании и не изменялся под воздействием имипрамина. Таким образом, антидепрессант имипрамин оказал терапевтическое воздействие на повышенную иммобильность в тесте вынужденного плавания у крыс при скученности. Это дает основание считать, что изменения поведения, наблюдаемые в этом тесте у крыс при скученности, являются депрессивно подобными поведенческими нарушениями. То есть имипрамин оказал выраженный антидепрессантный эффект в тесте вынужденного плавания.

Нейродегенеративные заболевания – это сложные патологические состояния, при которых наблюдается прогрессирующая гибель нейронов. В связи с этим внимание специалистов привлекают подходы, основанные на использовании комбинаций биоактивных химических соединений для трансформации других, относительно устойчивых типов клеток в полноценные нейроны. Химическая конверсия является перспективным методом, который демонстрирует высокую эффективность в моделях, состоящих исключительно из астроцитов, однако в более реальных модельных системах присутствуют различные типы клеток, и их взаимодействие может изменять ответ на химическую конверсию. В данной работе был исследован эффект действия многокомпонентного химического коктейля на клетки в смешанных астро-нейрональных культурах из гиппокампа трансгенных мышей линии 5xFAD, моделирующих генетически-обусловленную форму болезни Альцгеймера. Также в данном исследовании было смоделировано состояние, имитирующее возможное снижение активности ангиотензин-превращающего фермента 2 (АСЕ2) вследствие его интернализации внутрь клетки после связывания с коронавирусом SARS-CoV2 с целью изучения эффективности химической конверсии при нарушении активности этого фермента в мозге. Полученные данные свидетельствуют, что увеличение нейрональной плотности и появление новых нейронов после действия конверсионного коктейля на сложные многокомпонентные клеточные системы проявляется только на поздних сроках культивирования клеток гиппокампа нетрансгенных животных, а также при использовании культур из гиппокампа мышей линии 5xFAD, когда наблюдается увеличение уровня астроглии. Ингибирование АСЕ2 оказывало существенное влияние на морфологию отдельных астроцитов и нейронов в культурах клеток гиппокампа. При исследовании действия химического коктейля была обнаружена зависимость эффекта от трансгенности культуры и времени введения конверсионного коктейля относительно ингибирования АСЕ2. Культуры клеток, полученные из трансгенных животных, более восприимчивы как к действию ингибитора ACE2, так и к воздействию факторов химической конверсии.

Естественный рефлекс вздрагивания, характерный как для животных, так и для человека, представляет собой короткую и интенсивную защитную реакцию в ответ на сильный внезапный внешний раздражитель. В экспериментах этот рефлекс часто запускают коротким звуковым раздражителем (акустический стартл-рефлекс – АСР). Амплитуда АСР и степень ее зависимости от модулирующих факторов, таких как предшествующий слабый стимул (препульс), служат маркерами состояния сенсомоторной регуляции и широко используются в нейропсихиатрии и нейрофизиологии для оценки нарушений психических функций. Величина амплитуды АСР является критическим фактором оценки, при этом точность ее определения зависит от учета многих технических условий: конструкции экспериментальной установки, типа и расположения механо-электрического датчика, метода оцифровки и представления первичных данных, протокола эксперимента и т. д. В данной статье описывается методологическая разработка для измерения АСР и его препульсового торможения (ППТ), которая включает в себя оригинальную рабочую камеру, аппаратное и программное обеспечение, а также оптимальный протокол тестирования. В ходе валидации методики на группе аутбредных крыс (Wistar) было обнаружено, что: (1) методика позволяет оценить гетерогенность группы по амплитуде АСР и провести соответствующую фенотипическую кластеризацию животных и (2) повторное, через 7 дней, тестирование AСР и ППТ у одних и тех же животных не нарушает их первоначальной кластеризации и существенно не изменяет измеряемые параметры. Эти наблюдения позволяют считать методологию применимой для последовательного тестирования одной группы животных до и после экспериментального воздействия с учетом зависимости результата от кластерной принадлежности, определенной в ходе первого теста.