|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Изучение механизмов ишемической толерантности почки в физиологических условиях и при фармакологическом воздействииНИР
- Руководитель НИР: Плотников Е.Ю.
- Участники НИР: Андрианова Н.В., Бабенко В.А., Зорова Л.Д., Певзнер И.Б., Попков В.А., Савченко Е.С., Янкаускас С.С.
- Подразделение: Отдел биоэнергетики
- Срок исполнения: 11 февраля 2014 г. - 31 декабря 2016 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 14-04-00300
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Структура и функционирование клетки. Межклеточные взаимодействия. Молекулярные механизмы клеточной дифференцировки, иммунитета и онкогенеза. Взаимодействие вирус-клетка.
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.39.35 Физиология почек
- 34.45.05 Методы доклинического исследования и отбора лекарственных средств
- 34.19.19 Цитофизиология
-
Ключевые слова:
почка, прекондиционирование
-
Описание:
Ишемическое повреждение почек и ряд других почечных патологий напрямую связаны с развитием окислительного стресса и дисфункции митохондрий. При этом известно, что адаптационные морфо-функциональные и молекулярно-биологические изменения, происходящие в организме в ответ на любой тип стресса, являются наиболее эффективной системой, защищающей организм от повреждающих факторов внешней среды, а также от нарушений гомеостаза самого организма. Значительная часть таких механизмов задействованы в феномене ишемической толерантности и их изучение может дать ключ к созданию новых фармакологических или физиотерапевтических воздействий для терапии самых различных заболеваний почек. Основная цель проекта - уменьшить повреждение почек, вызванное ишемией. Для этого предполагается экспериментально проанализировать сигнальные пути запускаемые при физиологическом стрессе, например при беременности или при ишемическом прекондиционировании (локальном – почки, или удаленном - конечности). Кроме того, предполагается исследовать возможности химических соединений – миметиков сигналов прекондиционирования для защиты почки от ишемического повреждения. Наши предварительные данные свидетельствуют о том, что ишемическое или фармакологическое прекондиционирование (ИПК и ФПК соответственно) почки уменьшает выраженность почечной недостаточности после ишемии/реперфузии. Известны некоторые потенциальные кандидаты на роль ключевых сигналов ишемической толерантности – эритропоэтин (ЭПО) и фосфорилирование киназы гликоген синтазы-3 (GSK-3). Предполагается, что запуск этих механизмов может иметь место и при ишемическом прекондиционирование скелетных мышц конечностей, а также в ходе беременности, когда многократно возросшая нагрузка на почки матери требует повышения их устойчивости к стрессу. Прекондиционирование меняет в том числе митохондриальный метаболизм и ответ на повреждающие факторы, такие как активные формы кислорода. В работе предполагается три направления исследований для достижения общей цели уменьшения почечной дисфункции после ишемии: проверка возможности защиты почки от ишемии путем локального и удаленного ишемического прекондиционирования, анализ сигнальных путей, особенно ассоциированных с митохондриями, запускающихся при индукции ишемической толерантности, анализ защитных и повреждающих сигнальных путей ассоциированных с митохондриями при беременности.
-
Основные результаты:
Будут изучены эффекты ишемического прекондиционирования почки и задних конечностей на повреждение почки и ее функционирование после моделирования ишемии/реперфузии. 2. Будет показано, что ишемическое прекондиционирование удаленных от почки органов (скелетные мышцы) приводит к усилению ишемической толерантности мозга за счет удаленного синтеза защитных молекул (эритропоэтина, аденозина, про- и анти-воспалительных цитокинов и пр.). 3. Будет осуществлена идентификация условий, стимулирующих появление эритропоэтина и других биологически активных медиаторов в почке. 4. Будет изучено состояние защитных систем организма при беременности, и анализ влияния беременности на тяжесть повреждения почки при ишемии. 5. Планируется детально исследовать влияние ишемии/реперфузии (И/Р) почки на почечную и центральную гемодинамику. Планируется оценивать, как показатели линейной, так и объѐмной скорости кровотока. Мы ожидаем увидеть драматические снижение скоростных показателей почечного кровотока. Далее мы планируем уменьшить выраженность данных изменений при помощи ингибирования образования активных форм кислорода (АФК) в митохондриях, используя ишемическое прекондиционирование (ИПК) почки, агенты фармакологического прекондиционирования (ФПК), в частности хлорид лития и даларгин. Методом ингибирования синтазы оксида азота, планируется показать участие оксида азота в гемодинамических эффектах, опосредуемых И/Р, ФПК, и ИПК. Исследуя функцию почки, мы планируем показать ключевую роли наблюдаемых гемодинамических эффектов в патофизиологии ОПН. На данный момент отсутствуют работы, исследующие влияние ИПК на кровоток при помощи допплерографии. Редки работы, где гемодинамические исследования проводятся параллельно с функциональными.
- Добавил в систему: Плотников Егор Юрьевич
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 11 февраля 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Изучение механизмов ишемического прекондиционирования почки |
| Результаты этапа: Изучены гемодинамические эффекты ишемии и ишемического прекондиционирования. Показаны повышение сосудистого сопротивления и уменьшение кровотока в почке после ишемии, эти явления отменялись с помощью периодов короткой ишемии | ||
| 2 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Изучение функционирования почек при беременности |
| Результаты этапа: Показаны изменения функционирования митохондрий при беременности и ишемии на фоне беременности. Показана разная устойчивость почек к окислительному стрессу у беременных и обычных самок. | ||
| 3 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Исследование изменений ишемической толерантности с возрастом и при разных физиологических состояниях |
| Результаты этапа: Было охарактеризовано дыхание выделенных митохондрий почек крыс следующих экспериментальных групп: контроль (CC), контроль+И/Р (CI), беременность (PC), беременность+И/Р (PI). Митохондрии выделялись по стандартному протоколу с помощью центрифугирования. В случае ишемии/реперфузии (40 минут ишемии, 20 реперфузии) митохондрии выделялись сразу после окончания периода реперфузии. В качестве субстрата дыхания использовался сукцинат (10 мМ), в качестве разобщителя использовался fccp (10 нМ). Функция дыхания оценивалась с помощью коэффициента дыхательного контроля равному отношению разобщенной скорости дыхания к базовой. Было показано, что значимых различий функций дыхания выделенных митохондрий между группами нет. С помощью проточной цитофлуориметрии и флуоресцентных зондов была охарактеризована кинетика генерация активных форм кислорода (зонд DCF, 10 мкМ) и трансмембранного потенциала (зонд TMRE, 200 нМ) тех же экспериментальных групп на том же субстрате в течении часа. Было показано, что скорость генерации АФК выше всего у контрольной группы и меньше всего у группы контроль+И/Р, беременность+И/Р демонстрировала промежуточные значения, а беременность без ишемии значимо не отличалась от контроля (данные не приведены). Генерация трансмембранного потенциала также была выше у контрольной группы, но не различалась между ишемизированными контролем и беременностью.Был оценен уровень окислительного повреждения липидов по концентрации МДА (продукта окисления липидов) на миллиграмм белка. Уровень окислительного повреждения липидов в ишемизированных образцах выше, чем в контроле, при это ишемия на фоне беременности ишемия приводила к меньшему увеличению окислительного повреждения липидов. Кроме этого в этих же образцах была оценена тотальная антиоксидантная активность в образцах гомогенатов почек беременных и не беременных крыс с помощью системы гемоглобин / перекись водорода / люминол (Hb-H2O2- Lm). Значимых различий между образцами установлено не было. Было показано, что беременные крысы более устойчивы к острой почечной недостаточности, вызываемой 40 минутной ишемией с последующей реперфузией, псевдобеременность (смоделированная с помощью инъекций хорионический гонадотропина) также обеспечивала схожую устойчивость. Тяжесть ОПН оценивалась по концентрации креатинина в крови на 2 сутки после И/Р. Было исследовано наличие клеток зародыша в образцах матери (это явление носит название «микрохимеризм»). С помощью методики real-time PCR и специфических праймеров к У-хромосоме было показано, что в образцах почек беременной крысы действительно присутствует некоторое количество клеток, несущих У хромосому, которые могли быть получены только от эмбрионов мужского пола. Кроме того, это же было показано с помощью скрещивания обычной линии мышей и генно-модифицированной линии, конститутивно экспресирующей зеленый флуоресцентный белок GFP. С помощью проточной цитофлуориметрии (данные не приводятся), а также конфокальной микроскопии было показано наличие единичных флуоресцирующих клеток в почках беременных крыс. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
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".