![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Планируется продление работ по теме «Механизмы физиологических адаптаций». Адаптации обеспечивают сохранение гомеостаза при взаимодействии организма с внешней средой и представляет собою непрерывный процесс адекватного приспособления функциональных и структурных элементов организмов к изменяющимся условиям окружающей среды. Несмотря на то, что реактивность живых организмов на стрессы разной этиологии изучается уже достаточно давно, вопросов остается еще много. И исследование закономерностей процесса адаптаций организмов в экспериментах in vitro и in vivo (при моделировании различных патологических состояний) остается крайне актуальным. Отдельной целью проекта является поиск и исследований препаратов пептидной природы с целью повышения резервных возможностей организмов.
Планируемые в рамках выполнения НИР результаты: 1. Разработать модель развития симптомов болезни Паркинсона. Исследовать влияния антиоксидантов (на развития данного типа патологии. 2. Разработаны модели пре- и постнатальных стрессов разной этиологии (гипоксический, токсической); исследованы их последствия на течение и исход беременности, и развитие потомства на в раннем и позднем постанатальных периодах на: 1) становление и регуляцию сердечного ритма; 2) реактивность сосудов разного типа; 3) на социальное поведение и обучение; 4) риск развития нарушений аутистического спектра; 5) формирование очагов эпилептогенеза 3. Определение особенностей пеймекерных областей сердца и формирования сердечного ритма у разных групп позвоночных, и особенности их функционирования при разных физиологических состояниях. 4. Разработать новую модель развития ишемического повреждения мозга, исследования пептидных регуляторов – потенциальных нейропротекторов на развитие ишемических повреждение; определение потенциальных механизмов их действия. 5. Определить механизмы возможного вклада синаптической АТФ в работу моторных синапсов мышей; получить данные о возможных механизмах посттетанической потенциации секреции ацетилхолина в моторных синапсах и роли АТФ и иных сигнальных молекул в реализации этих механизмов 6. Выявить межполовые различия физической нагрузки на степень развития гипоксической формы легочной гипертонии. 7. Определить роль окислительного стресса (и активный форм кислорода) на сперматогенез, функционирование сперматозоидов половое поведение самцов.
Исследованы влияния адаптивных возможностей организма на ранних стадия онтогенеза (под воздействие ряда патологических факторов): показаны нарушения развития физического и психического развития потомства, пережившего гипоксический стресс на поздних этапах пренатального развития и раннего постнатального; разработаны экспериментальные модели для изучения расстройств аутистического спектра; обнаружены различия в роли митоген-активируемых протеинкиназ (MAPK) в регуляции сократительных ответов артерий резистивного типа у крыс в раннем постнатальном онтогенезе и во взрослом возрасте; выявлены различия отставленных влияний фебрильных судорог на самок и самцов, перенесенных в раннем постнатальном возрасте (в пресимптоматическом периоде) на абсансную эпилепсию в возрасте. В экспериментальных моделях на взрослых животных выявлены мишени и направленность действия эндогенного аденозина на секрецию АХ через активацию А1/А2А-типов рецепторов; показано облегчающее постинаптического действие АТФ, реализуемое через постсинаптические рецепторы АТФ P2Y1-типа; изучены влияния половых гормонов и физической аэробной нагрузки на степень развития гипоксической формы легочной гипертензии; обнаружены цитопротекторные свойства нового синтетического пептида-аналога привязанного лиганда ПАР1 в модели фокальной фотоиндуцированной ишемии у мышей; полученные данные могут служить базой для формирования нового класса нейропротекторных препаратов пептидной природы. В рамках сравнительной физиологии исследованы особенности пеймекерных областей сердца и формирования сердечного ритма у разных групп позвоночных (форели, лягушки, красноухой черепахи, чешуйчатых рептилий (Pythonidae).
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Механизмы физиологических адаптаций |
Результаты этапа: Приоритетными направлениями нового проекта «Механизмы физиологических адаптаций» остаются моделирование различных патологических состояний на разных этапах онтогенеза и исследование механизмов физиологических адаптаций на молекулярно-клеточном, тканевом и организменном уровнях. Полученные в 2021 году результаты в целом соответствуют запланированным, некоторые из них описаны впервые, что делает их особенно интересными и открывает новые перспективы в изучении адаптивных возможностей организмов. При изучении патологических факторов, воздействующих на организм на ранних стадиях онтогенеза впервые показано, что: 1. острая неонатальная гипоксия вызывает долговременные негативные изменения поведения животных, в первую очередь, снижение социальной активности и стремления к социальной новизне; 2. острая гипобарическая гипоксия на стадии раннего органогенеза, не меняя общей динамики становления сердечного ритма, в отставленном постнатальном периоде оказывает на деятельность сердца необратимые влияния, которые проявляются как на уровне эффекторных структур сердца, так и на уровне регуляторных систем и выражаются в отчетливом усилении норадренергического компонента регуляции; 3. в раннем постнатальном периоде у крыс эпоксиэйкозатриеновые кислоты не принимают участия в эндотелий-зависимой регуляции тонуса артерий; 4. устойчивость крыс линии WAG/Rij с генетически детерминированными абсансными судорогами к пентилентетразоловому киндлингу, в отличие от крыс Wistar; эффекты киндлинга прослеживались в условиях незрелых пик-волновых разрядов, а по мере созревания абсансной кортико-таламо-кортикальной сети эффекты ПТЗ-киндлинга нивелировались; 5. поиск препаратов, корректирующих последствия патологических воздействий, показал, что в вальпроатной модели аутистической патологии введение окситоцина оказывает корректирующее воздействие на ориентировочно-исследовательское поведение, тревожность, депрессивность, социальное поведение животных. При изучении развития адаптационных механизмов у взрослых при разных патологических состояниях было показано, что: 6. смена диеты с высокосолевой на нормальную на ранней стадии развития реноваскулярной гипертензии не только не способствует снижению артериального давления, но, по-видимому, вызывает активацию прессорного пути ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, что приводит к увеличению величин среднего и диастолического артериального давления; 7. использование модели антиортостатического вывешивания возволяет оценить половые различия в реакции мышей на моделируемое антиортостатическим вывешиванием воздействие микрогравитации; так после 30-суточного антиортостатического вывешивания мышей с интактными гонадами обнаружили, что половые различия в адаптации к вывешиванию тканеспецифичны, а их исследование требует использования животных с экспериментально контролируемым гормональным статусом; 8. у новой линии мышей, трансгенных по гену PARK2, несмотря на отсутствие экспрессии данного гена, не было отмечено значительного изменения двигательной активности, содержания биоаминов в мозге, а также ферментов их метаболизма до возраста 18 месяцев. В более раннем возрасте было зафиксировано значительное снижение содержания нейротрофического фактора ГДНФ в структурах мозга; 9. у гибридной линии мышей B6CBAF1 была зарегистрирована значительная склонность к предсердным тахиаритмиям: в ответ на внутривенное введение норадреналина значительно чаще возникали ЭКГ-признаки суправентрикулярных нарушений ритма сердца, а также эпизоды фибрилляции предсердий по сравнению с родительскими линиями. В миокардиальной ткани гибридов потенциалы действия имели аномальную длительность, а в предсердном миокарде - «аритмогенный» характер, то есть сопровождались постдеполяризациями разного типа. Также установлено, что иннервация предсердий гибридных мышей имеет фетальный, незрелый фенотип, что позволяет рассматривать гибридную линию мышей B6CBAF1 как естественную модель предсердного миокарда с высокой аритмогенностью. В исследованиях механизмов физиологических адаптаций на клеточном и тканевом уровнях впервые показано, что: 10. провоспалительные факторы такие, как АТФ, тромбин и эндотоксин вызывают не только изменение уровня секреции первичных астроцитов крысы, но и изменяют их пролиферативную активность. 11. выключение АТФ, поступающей в синаптическую щель по каналам паннексина1, делает недостаточной активацию всех трех типов пуринорецепторов (А1-, Р2Y13- и Р2Х7); а выключение везикулярной АТФ путем блокады накачки АТФ в везикулы пробеницидом ослабляет активность только тормозных А1- и Р2Y13-рецепторов, но не Р2Х7, то есть два источника АТФ - везикулярный и невезикулярный - дифференцированно активируют типы пуринорецепторов, тормозящих и усиливающих секрецию ацетилхолина. | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Механизмы физиологических адаптаций |
Результаты этапа: В рамках выполнения 2-го этапа НИР «Механизмы физиологических адаптаций» в 2017 г. были получены следующие результаты: 1. Показано, что протекторное и антивоспалительное действие активированного протеина С (АРС); АРС защищает нейроны от гибели при токсических воздействиях через бета-аррестин2 зависимый механизм 2. Получены приоритетные данные о регуляторных изменениях артерий почки при сахарном диабете 1 типа (СД1): показано, что у крыс с СД1 изменения регуляции артерий в почке проявляются раньше и иначе, чем в большинстве других органов. Уменьшение тонуса артерий, расположенных в почке проксимально от почечных клубочков, в гиперфильтрационной фазе СД1 обусловлено ослаблением симпатических влияний вследствие разреживания иннервации. Впервые показана возможность коррекции диабетической нефропатии с использованием С-пептида в комбинации с инсулином. 3. Показано, что предварительная аэробная физическая нагрузка оказывает протективное действие на степень развития гипоксической формы легочной гипертензии у гонадоэктомированных самцов крыс популяции Wistar. Эффект коррелирует с уменьшением содержания коллагена в правом желудочке сердца, увеличением количества мышечной ткани и не зависит от изменения реактивности сосудов легких. 4. Впервые показано разное отставленное влияние фебрильных судорог на самок и самцов, перенесенных в раннем постнатальном возрасте (в пресимптоматическом периоде) на абсансную эпилепсию в возрасте старше шести месяцев. Выявлены межлинейные и межполовые различия эффектов фебрильных судорог между крысами WAG/Rij и Wistar при исследовании на магнитно-резонансной томографии и гистологических исследованиях, и ЭЭГ анализе. 5. Показан долгосрочный анальгетический эффект обестатина при интраназальном введении в дозе 300 нмоль/кг. Этот эффект условно можно разделить на срочный (45 -180 минут) и отставленный (1-6 сутки) периоды после введения. Предварительное внутрибрюшинное введение налоксона (5мг/кг) блокировало действие обестатина, что может свидетельствовать о вовлеченности опиоидной системы в развитие анальгетического эффекта пептида. 6. Показано увеличение холинергической чувствительности предсердного и, в особенности, желудочкового миокарда гибернирующей травяной лягушки по сравнению с миокардом летней активной лягушки. Механизм сезонного изменения холинергической чувствительности заключается в увеличении величины калиевого ацетилхолинзависимого тока IKACh при наступлении зимы. 7. Получены данные об отсутствии вклада пресинаптических пуринорецепоров Р2Х7 типа в регуляцию секреции АХ в интактных зрелых и новообразованных синапсах. Впервые обнаружены радикальные изменения роли эндогенного аденозина и пресинаптических А1- и А2А-аденозиновых рецепторов в регуляции секреции АХ у мышей с нокаутом гена паннексина 1. 8. Было показано протекторное (при введении до моделирования патологии) и терапевтическое (на фоне развившейся патологи) влияние митохондриально направленного антиоксиданта SkQ1 на параметры поведения и биохимические маркеры у мышей в моделях физической и химической гипоксией. Продемонстрировано улучшение обучаемости при отрицательном подкреплении у группы, получавшей SkQ1. Показано небольшое уменьшение потребления раствора этанола у хронически алкоголизированных крыс после активной иммунизации конъюгатами фрагмента алкогольдегидрогеназы, а также снижение тревожности и гиперактивности в поведении. 9. Показано, что острая нормобарическая гипоксия у крыс в возрасте 10 дней приводит к увеличению уровня летальности, а в дальнейшем вызывает замедление физического развития, возрастание тревожности, повышение содержания BDNF в мозге, оказывает негативное влияние на способность к пространственному обучению крыс (Левицкая, Манченко, Хухарева). 10. Получены приоритетные данные о том, что неонатальное хроническое (3-7 дни жизни) введение АВП(6-9) детёнышам белых крыс вызывает отставленные поведенческие эффекты у половозрелых животных. Введение АВП(6-9) в дозах 1.0 и 10.0 мкг/кг вызывает усиление ориентировочно-исследовательского поведения, снижение уровня тревожности, улучшение выработки реакции с отрицательным подкреплением. Кроме того, введение АВП(6-9) в дозе 10.0 мкг/кг улучшает выработку реакций с положительным подкреплением и незначительно снижает степень депрессивности животных. 11. Показано, что введение гептапептида Селанк (1 мг/кг, интраназально за 30 минут до проведения поведенческих тестов) показало, что данный препарат способен улучшать поведенческие показатели крыс с фетальным вальпроатным синдромом: усиливать исследовательское поведение, снижать тревожность и депрессивность. Влияние селанка на параметры социального взаимодействия животных было незначимо 12. Исследовано влияние антагониста рецептора холецистокинина ХЦК-А лорглумида натрия на образование защитных реакций таракана P. аmericana. Показано, что после инъекции препарата в дозе 100 мкг/г происходит снижение локомоторной активности и значительное нарушение координации движений; лорглумид в дозе 50 мкг/г вызывает у насекомых возрастание числа изменений направлений перемещения. | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Механизмы физиологических адаптаций |
Результаты этапа: В рамках выполнения 3-го этапа НИР «Механизмы физиологических адаптаций» в 2018 г. были получены следующие результаты: 1. Создана и генотипирована трансгеннная по гену PARK-2 мышь, проводится скрещивание на получение гомозигот, обладающих требуемыми признаками нейродегенерации. Также показано, что пероральное введение растительной каспазы повышает двигательную активность, тревожность и депрессивность у мышей, причем эффект оказывает именно С-концевой участок белка. Уровень пищевых гормонов у мышей при этом значимо не изменяется. 2. Показано, что блокирование M1, но не M2, метаботропных ауторецепторов к ацетилхолину в новообразованных моторных терминалях приводило к смене α7-нХР-опосредованного потенцирующего эффекта холина в отношении вызванной секреции ацетилхолина на тормозный. Выявлена ключевая роль потенцирования активности кальций-зависимых протеинкиназ PKC и CaMKII в реализации такой инверсии эффекта холина. 3. Впервые показано, что роль пейсмекера в сердце черепах выполняет участок миокарда, располагающийся в дистальной области правой части венозного синуса. Впервые установлено, что пейсмекерный участок миокарда в венозном синусе черепахи сохраняет свою локализацию, как при гипотермии, так и или гипоксии. Пейсмекерная активность в сердце черепахи не связана с электрической активностью сино-атриального клапана. 4. Впервые были продемонстрированы цитопротекторные свойства нового синтетического пептида-аналога привязанного лиганда ПАР1, высвобождаемого АПС, в модели фокальной фотоиндуцированной ишемии у мышей. При этом действие пептида определялось не только его дозой, но и кратностью введения, что, возможно, связано с расширением спектра доступных клеток-мишеней ввиду нарушения барьерных свойств ГЭБ вследствие фототромбоза. Полученные данные могут служить базой для формирования нового класса нейропротекторных препаратов пептидной природы. 5. Согласно проведенным экспериментам по изучению влияния физической нагрузки и женского полового гормона на развитие гипоксической формы легочной гипертонии у крыс было показано, что предварительная физическая тренировка способна вызывать уменьшение развития этого заболевания, а именно уменьшать рост систолического давления в правом желудочке сердца. 6. Получены приоритетные данные о динамике сократительных ответов и содержании белков – ключевых регуляторов актомиозинового взаимодействия в гладкомышечных клетках артерий эластического типа (аорта) и мышечного типа (артерии брыжейки и подкожная артерия). Показано, что медленная динамика сокращения аорты по сравнению с двумя другими артериями коррелирует с низким содержанием белков, регулирующих кальций-зависимые механизмы сокращения и с высоким содержанием белков RhoA и MAPK h44, обеспечивающих повышение чувствительности сократительного аппарата к кальцию 7. Показано, что фармакологический киндлинг в раннем постнатальном периоде приводит к аггравации течения абсансной эпилепсии у взрослых крыс линии WAG/Rij с генетически детерминированными приступами. Показаны половые различия в проявлении эффектов. 8. Установлено, что при моделировании острой предродовой гипоксии на беременных крысах линии Wistar все животные были низкоустойчивыми к кислородному голоданию; роды у таких самок происходили на сутки позже, однако по числу неблагоприятных исходов беременности, количеству детенышей в помете и количеству мертворожденных крысят они не отличались от контрольных. Анализ срочных эффектов предродовой гипоксии показал, что в течение суток после воздействия у крыс значимо снижалась масса и температура тела, а на следующие сутки уровень церуллоплазмина и гемоглобина в плазме крови был достоверно ниже, в то время как содержание небелковых тиолов, напротив, повышалось. Нарушений параметров материнского поведения в течение недели после родов выявлено не было. 9. Исследована зависимость долговременных эффектов антидепрессанта флувоксамина от сроков его пренатального воздействия. Показано, что введение флувоксамина как с 3 по 10, так и с 8 по 14 дни беременности оказывает негативное влияние на физическое развитие потомства белых крыс. Кроме того, у животных, получавших препарат с 8 по 14 дни пренатального развития, наблюдаются значительные нарушения эмоционального состояния и когнитивных функций. 10. Показано, что хроническое неонатальное (3–7 дни жизни) введение аргинин-вазопрессина (АВП), С-концевого фрагмента АВП - АВП(6-9) и его аналогов – Ac-D-MPRG и Ac-D-SPRG в дозах 1 и 10 мкг/кг детёнышам белых крыс оказывает влияние на социальное поведение в тестах «мама – некормящая самка» (22-й день жизни) и «сибс – несибс» (детеныш одного выводка – детеныш другого выводка такого же возраста) (32-й день жизни). 11. Расстройства аутистистического спектра (РАС) были смоделированы путем введения детенышам белых крыс соли вальпроевой кислоты в дозе 150 мг/кг (в/б) ежедневно на 6-12 дни жизни. Повторные инъекции вальпроата вызвали у экспериментальных животных отставание в моторном и физическом развитии, локомоторную гиперактивность, снижение выраженности исследовательских реакций. Социальное взаимодействие в серии с пренатальным введением было нарушено в ситуациях контакта с сибсом и детенышами своего возраста (в случае фетального вальпроатного синдрома наблюдалось изменение, прежде всего, взаимодействия с матерью). | ||
4 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Механизмы физиологических адаптаций |
Результаты этапа: В рамках выполнения 4-го этапа НИР «Механизмы физиологических адаптаций» в 2019 г.: 1. выведены гомозиготы мышей,нокаутные по гену,кодирующему регулятор активности комплекса I дыхательной цепи митохондрий L116; нокаутные мыши предпочтительнее окисляют углеводы, чем липиды в качестве субстрата для дыхания; 2. получены данные об облегчающем постсинаптическом действии АТФ, приводящем к увеличению амплитуды и временного хода МПКП с участием метаботропных постсинаптических рецепторов АТФ P2Y1-типа; 3. показано, что большая часть венозного синуса питона демонстрирует электрическую активность, типичную для рабочего предсердного миокарда, однако, небольшая область вокруг синоатриального клапана генерирует пейсмекерную активность; местоположение ведущего пейсмекера меняется в пределах окружности клапана под действием ацетилхолина, норадреналина или охлаждения; 4. показано, что паннексин 1 не оказывает влияния на размер очага поражения мозга и неврологический статус животных в модели фотоиндуцированной ишемии на мышах; 5. доказано, что при тяжелой форме гипоксии степень развития легочной гипертензии не имеет гендерных различий, однако выживаемость самок крыс в 2 раза выше,что связано с действием эстрадиола; 6. оказалось, что содержание MAPK p42/44 и р38 в артериях 1-2-недельных крыс много выше, чем у взрослых, но они не принимают участия в регуляции сокращения артерий крыс в раннем постнатальном онтогенезе; 7. показано наличие собственных пик-волновых разрядов в хвостатом ядре у крыс линии WAG/Rij, однако эти разряды инвертированы и с меньшим значением коэффициента асимметрии, чем во фронтальной коре; 8. выявлено, что острая предродовая гипоксия приводит к нарушению физического развития, поведения и способности к обучению преимущественно у женского потомства крыс; 9. продемонстрировано более тревожное поведение и нарушения социального поведения у крыс, подвергавшихся хроническому перинатальному введению 5-МТ; 10. выяснено, что неонатальное хроническое введение АВП, АВП(6-9) и аналогов вызывают отставленные эффекты на социальное поведение экспериментальных животных, более выраженные у фрагментов пептида; 11. показано угнетение эректильной функции у крыс при метаболическом синдроме, однако подавление продукции активных форм кислорода митохондриального генеза приводит к её восстановлению. | ||
5 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Механизмы физиологических адаптаций |
Результаты этапа: В рамках выполнения 5-го этапа НИР «Механизмы физиологических адаптаций» в 2020 г.: 1. Впервые показано протекторное действие антиоксиданта ПДТФ на проявления моторной дисфункции и обмена катехоламинов в модели болезни Паркинсона на мышах. 2. Показано, что инкубация икры рыб Данио в растворе серотонина повышает двигательную активность молодых рыб. 3. Получены новые приоритетные данные о необходимом участии секреции кальцитонин ген-родственного пептида (КГРП), требующей выброса пресинаптического депонированного кальция, в реализации посттетанической потенциации спонтанной секреции ацетилхолина в моторных синапсах. 4. Впервые проведена внутриклеточная регистрация электрической активности атриовентрикулярного узла (АВУ) форели и показано наличие в составе АВУ 2 типов кардиомиоцитов: переходного и пейсмекерного, принципиально различающихся по набору имеющихся ионных токов. 5. Впервые проведен сравнительный анализ вклада различных типов мускариновых холинорецепторов (М1, М2 и М3) в сократительный ответ гладкой мышцы. Показано, что сократительный ответ гладкой мышцы кишечника рыб на ацетилхолин опосредован активацией М1- и М3-холинорецепторов и реализуется с участием фермента Rho-киназы. 6. Впервые установлено вовлечение паннексина1 в тромбин-вызванную активацию астроцитов. 7. Впервые показано, что эффект предварительной тренировки на развитие легочной гипертензии зависит от пола животного, содержания половых гормонов и интенсивности упражнений. Протективным эффектом обладает неинтенсивная тренировка плаванием у гонадоэктомированных самок крыс, интенсивная тренировка у самок крыс с нормальным уровнем половых гормонов, а также интенсивная тренировка у гонадоэктомированных самцов. 8. Впервые показано, что острая пренатальная гипобарическая гипоксия (ОПГГ) на Е14 отягощает течение генерализованной абсансной эпилепсии, увеличивая среднюю продолжительность разрядов, при этом спектральная мощность абсансных пик-волновых разрядов не изменяется. 9. Впервые показано, что острая пренатальная гипоксия как на 10-е, так и на 20-е сутки эмбриогенеза приводит к замедлению развития парасимпатической кардиотропной нервной регуляции в первые недели постнатального развития, а также оказывает влияние на становление собственного ритма сердца. 10. Впервые показано, что при хроническом неонатальном введении аналога АВП(6-9) – Ac-D-MPRG в дозе 0,01 мкг/кг детенышам белых крыс с 3-го по 7-ой день жизни наблюдаются отставленные поведенческие эффекты у животных трех возрастных групп (препубертат, пубертат и взрослые половозрелые животны): увеличение горизонтальной двигательной активности, снижение уровня тревожности и степени депрессивности животных, улучшение выработки условных реакций. 11. Впервые показано, перинатальное хроническое введение 5МТ вызывает поведенческие нарушения у потомства, наиболее выраженные у самцов. 12. Впервые исследованы долговременные последствия пренатального воздействия антидепрессанта флувоксамина. Было показано, что введение флувоксамина в дозе 10 мг/кг с 8 по 14 дни беременности крыс вызывает у потомства увеличение уровня тревожности и эмоциональной напряженности, нарушение когнитивных функций, уменьшение стремления к социальной новизне и снижение болевой чувствительности. 13. Впервые на паракватной модели окислительного стресса на самцах показано, что наибольшей чувствительностью к негативному воздействию активных форм кислорода характеризуются сперматогониальные стволовые клетки. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".