На здобуття ступеня кандидата наук

Permanent URI for this collection

https://repository.biph.kiev.ua/handle/123456789/7

Browse

Now showing 1 - 20 of 48

Роль різних шляхів метаболізму L-цистеїну в реакціях серця на навантаження
(2021) Федічкіна Раїса Андріївна; Сагач Вадим Федорович, професор, доктор мед. наук, член-кор. НАН України
Дисертаційна робота присвячена дослідженню ролі двох шляхів метаболізму L-цистеїну в реалізації функції серця в умовах навантаження об’ємом та ішемії-реперфузії. Застосовували пропаргілгліцин (PAG) - інгібітор цитоплазматичної синтази сірководню (H2S), інгібітор синтезу глутатіону (бутіонінсульфоксимін, BSO) та попередник їх синтезу L-цистеїн. Показано, що інгібування синтезу H2S в комбінації з додаванням L-цистеїну значно підвищувало функціональні резерви серця. Потужний інотропний ефект комбінації PAG+L-цистеїн нівелювався додаванням BSO. Це свідчить, що стимуляція ендогенного синтезу глутатіону надзвичайно важлива для реалізації закону Франка-Старлінга та відповіді міокарда на навантаження. Стимуляція синтезу глутатіону з L-цистеїну мала потужний кардіопротекторний ефектна в моделі ішемії-реперфузії ізольованого серця щурів. Відновлення скоротливої функції серця в реперфузійних умовах з додаванням PAG+L-цистеїну сягало 95%, ефективність споживання кисню міокардом була значно вищою, ніж в контролі, і всі ці ефекти відмінялись попереднім введенням BSO. Біохімічні дослідження показали, що у групі із введенням PAG+L-цистеїн значно знижувалась швидкість генерації супероксидного, гідроксильного радикалів та пероксиду водню в тканинах серця за дії ішемії-реперфузії. Зниження рівнів малонового диальдегіду та дієнових коньюгатів під дією комбінації PAG+L-цистеїн свідчить про менший ступінь перекисного окислення ліпідів, індукованого ішемією. Вміст відновленого та окисленого глутатіону збільшувався в два з половиною рази під дією комбінації PAG+L-цистеїн і був значно вищий на фоні ішемії-реперфузії. Ці дані свідчать, що стимуляція ендогенного синтезу глутатіону шляхом перемикання метаболізму L-цистеїну з утворення сірководню має потужний кардіопротекторний потенціал. За такого шляху активації антиоксидантних систем зберігалася цілісність мітохондрій і пригнічувалось утворення мітохондріальних пор транзиторної провідності (МPTP), про що свідчило менше вивільнення мітохондріального фактора у відтікаючий від ізольованого серця розчин після ішемії. Крім того показано, що постішемічне введення препарату відновленого глутатіону сприяє більш повному відновленню функції ізольованого серця, знижує кисневу вартість його роботи та зменшує утворення MPTP підчас реперфузії, що вказує на важливість високих рівнів глутатіону в реперфузійний період. Таким чином, кардіопротекторний ефект модуляції метаболізму L-цистеїну має антиоксидантний, мембраностабілізуючий ефект, що може бути перспективним напрямком для корекції порушень функції серця за умов розвитку серцевої недостатності та станів, що супроводжуються ішемічно-реперфузійним пошкодженням
МОРФОФУНКЦІОНАЛЬНІ ОСОБЛИВОСТІ ТИМУСА, НАДНИРКОВИХ ЗАЛОЗ І ПОКАЗНИКИ КРОВІ ЩУРІВ НА ТЛІ МЕХАНІЧНОЇ РАНИ ПРИ ТЮТЮНОВІЙ ІНТОКСИКАЦІЇ ЇХНІХ БАТЬКІВ
(2021) Ткаченко Вікторія Миколаївна; Комісова Тетяна Євгенівна, кандидат біологічних наук, професор кафедри анатомії і фізіології людини, Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди
У дисертаційній роботі експериментально доведено, що пасивне батьківське куріння призводить до порушення імуноендокринної системи, а саме морфофункціонального стану тимуса та надниркових залоз нащадків на тлі механічної рани. На тлі перебігу першої фази ранового процесу виявлено зменшення епітеліальних клітин та ознаки деструкції ядерного апарату у мозковій речовині тимуса нащадків. У щурят експериментальних груп встановлено ознаки підвищеного морфофункціонального стану пучкової зони надниркових залоз та різнонаправлений рівень кортикостерону, що призвело до пригнічення реактивності, яке негативно вплинуло на нормальний перебіг загоєння ран. Перебіг ранового процесу у нащадків залежав від вмісту нікотину і смол у цигарках та від моделі куріння у подружній парі (курить лише батько або обидва батьки). Показано, що у нащадків, батьки яких обкурювалися цигарками з фільтром, динаміка загоєння рани характеризувалася посиленням вторинної альтерації навколо пошкодженої ділянки та розвитком флегмони. У нащадків, батьки яких обкурювалися цигарками без фільтру, під час ранового процесу відмічалися ділянки з гнійним інфільтратом та великими некротичними змінами. У нащадків експериментальних груп виявлено збільшення кількості лейкоцитів у крові, зменшення або підвищення вмісту загального білку, сіромукоїдів та фракцій білків. Зміни показників крові у більшому ступені були виражені у нащадків-щурят, батьки яких обкурювалися цигарками без фільтру. Встановлено, що хронічна тютюнова інтоксикація батьків призводить до зниження індексу виживання нащадків та до скорочення строків їхнього фізичного розвитку, особливо у групі, де обкурювалися самець і самиця.
Роль протон-чутливих іонних каналів у модуляції активності нейронних мереж гіпокампа щурів у нормі та за умов патологічної синхронізації
(2021) Романов Артур Костянтинович; Кришталь Олег Олександрович, доктор біологічних наук, академік НАН України
Дисертація присвячена дослідженню ролі протон-чутливих іонних каналів (ASIC) у модуляції нейронних мереж гіпокампа щурів в фізіологічних умовах та в умовах викликаної епілептиформної активності мереж гіпокампа. В роботі вперше досліджено вплив блокування ASIC каналів у in-vitro моделях епілептиформної активності з використанням новітнього селективного блокатора ASIC1a каналів 5b. У роботі визначено оптимальні умови перфузування та карбогенізації зрізів мозку, що є критично важливим для проведення достовірних досліджень. Показано, що зміна швидкості перфузії та рівня оксигенації зрізів модифікує потужність викликаної епілептиформної активності. Вперше показано функціональні відмінності розвитку епілептиформної активності в вентральній та дорзальній частинах гіпокампа. У роботі вперше продемонстровано, що блокада ASIC1a в умовах низько-магнієвої та 4-АП моделей індукції епілептиформної активності призводить до зниження частотних характеристик епілептиформної активності та знижує частоту спонтанної генерації потенціалів дії у гіпокампі. Також було досліджено можливі механізми, які опосередковують вищеназвані зміни. У роботі вперше було продемонстровано, що вилучення ASIC каналів з каскаду синаптичної провідності не має впливу на збуджуючу синаптичну активність, в той же час достовірно підвищуючи частотні характеристики гальмівної активності, таким чином зміщення балансу між гальмуванням та збудженням внаслідок блокади ASIC1a призводить до зменшення загальної збудливості та має протиепілептичний ефект. Підсумовуючи отримані результати, можна сказати, що дана робота підтверджує ідею пресинатичного впливу ASIC каналів на ймовірність активації ГАМК рецепторів, з огляду на те, що блокада ASIC1a не впливає на амплітудні характеристики збуджуючих постсинаптичних струмів. Використовуючи новітній селективний блокатор ASIC1a, у роботі продемонстровано роль цих каналів у регуляції гальмівної синаптичної активності у ЦНС та їх важливість як мішені для майбутніх протиепілептичних препаратів
Вплив складових фосфоліпідів на функціональний стан ендотелію і мітохондрій серця
(2021) Панасюк Ольга Сергіївна; Бондаренко Олександр Іванович, кандидат біологічних наук
Дисертація присвячена дослідженню впливу омега-3 поліненасичених жирних кислот (омега-3 ПНЖК) та лізофосфоліпідів (ЛФЛ) на функціональний стан мітохондрій міокарда та судиних ендотеліальних клітин та визначенню ендогенних механізмів, які обумовлюють кардіопротекторний вплив цих сполук. В роботі виявлено особливості впливу терапії омега- 3 ПНЖК на чутливість мітохондріальної пори до кальцієвого перенавантаження двох функціонально та структурно гетерогенних фракцій мітохондрій міокарда. Результати дослідження свідчать, що інтерфібрилярна (ІФ) та субсарколемальна (СС) фракції мітохондрій в умовах контролю проявляють однакову чутливість до кальцій-індукованого набухання. Встановлено, що терапія щурів препаратом «Епадол», шо містить омега-3 ПНЖК, впродовж 4 тижнів, зменшує чутливість мітохондріальної пори до кальцій-індукованого відкриття обох мітохондріальних фракцій міокарда. Встановлено, що протекторний ефект терапії омега-3 ПНЖК значно більш виражений для інтерфібрилярної, ніж для субсарколемальної фракції мітохондрій, вказуючи на те, що функціональна роль мітохондріальної гетерогенності зростає при патологічних станах, які супроводжуються кальцієвим перенавантаженням. В роботі також дослідженно вплив омега-3 ПНЖК на функціонування інтерфібрилярної та субсарколемальної фракцій мітохондрій міокарда щурів за умов ізопротереноліндукованого ураження міокарда. Показано, що за таких умов, застосування омега-3 ПНЖК запобігає набуханню мітохондрій серця, зокрема більш виражений їх вплив на ІФ фракцію мітохондрій. Виявлено захисний вплив омега-3 ПНЖК при ізопротереноліндукованому пошкодженні серця. Зокрема, при реєстрації мітохондріального дихання було встановлено, що швидкість дихання в стані 3, дихальний контроль та ефективність фосфорилювання достовірно відновлювались у щурів з ізопротереноловим пошкодженням при застосуванні омега-3 ПНЖК. Підтверджено, що ін’єкції ізопротеренолу змінюють показники дихання мітохондрій при окисненні сукцинату; швидкість дихання в стані 4 за таких умов не змінювалась. Також відновлювалась здатність мітохондрій реагувати на додавання іонів кальцію при реєстрації світлопоглинання суспензії у групі з омега-3 ПНЖК. Для з’ясування механізмів, що забезпечують захисну дію омега-3 ПНЖК на функцію міокарда і судин, було досліджено їх вплив на електричні властивості ізольованих мітохондрій та ендотеліальних клітин. В експериментах на ізольованих мітопластах за домомогою методу петч-кламп продемонстрована поодинока активність кальційзалежних калієвих каналів великої провідності (ВКСа)(~300 пС), яка підсилювалась після додавання 3 мкМ докозагексаєнової кислоти (ДГК) (ПНЖК класу омега-3). Амплітуда поодиноких каналів при цьому не змінювалась. Подальше додаваня паксиліну, селективного блокатора ВКСа каналів, та хелатування іонів Са2+ в зовнішньому розчині призводило до значного пригнічення активності поодиноких каналів, що свідчить про залучення ВКСа каналів внутрішньої мітохондріальної мембрани в реалізацію ефекта ДГК. Концентраційнозалежне підсилення активності поодиноких ВКСа каналів продемонстровано при додаванні ДГК до внутрішньої поверхні плазматичної мембрани ендотеліальних клітин лініі EA.hy926. Підсилення активності відбувалося при позитивних та негативних підтримуючих потенціалах. ДГК викликала гіперполяризацію ендотеліальних клітин, що свідчить про стимуляцію кальцій-залежних процесів, зокрема, до збільшення синтезу оксида азоту ендотеліальними клітинами. Після видалення мембранного холестерину за допомогою метилциклодекстрину, додавання ДГК не призводило до стимуляції активності ВКСа каналів. Досліджено вплив складових фосфоліпідів на функціональну активність ВКСа каналів ендотеліальних клітин лініі EA.hy926. Продемонстровано, що лізофосфатидилхолін (ЛФХ) та лізофосфатидилінозитол (ЛФІ) мають пряму модулюючу дію на активність BKCa каналів, гіперполяризуючи ендотеліальні клітини. Крім того, ЛФХ та ЛФІ пригнічують гіперполяризацію ендотеліальних клітин, індуковану дією ендотелійзалежних вазодилататорів гістаміна та ацетилхоліна. Такий ефект спостерігається за рахунок пригнічення натрій-кальцієвого обмінника.
Механізм дії пептидоглікану золотистого стафілококу на скоротливість міометрія щурів
(2021) Насібян Ліліт Седраківна; Філіппов Ігор Борисович, кандидат біологічних наук
Пептидоглікан (ПГ) – це структурний компонент клітинної стінки грам позитивних та грам негативних бактерій, що оточує зовні клітинну мембрану бактерії. ПГ виділяється в навколишнє середовище, розноситься кровоплином та осідає на тропних клітинах, де з часом ініціює патологічні процеси. Персистенція пептидоглікану в генітальному тракті жінки під час вагітності пов’язана зі стимуляцією маткової скоротливості та передчасним пологами. Вплив пептидоглікану на міометрій поза вагітності достеменно не вивчений, але, відповідно до даних масштабного дослідження в 2014 р. Giashi та співавторів, з генітального тракту жінок з безпліддям найчастіше висівався S. аureus, хоча слизові оболонки не мали очевидних ознак запалення. Ми припустили, що ПГ може бути патогенетичним фактором безпліддя, внаслідок порушення характеру скоротливості матки таким чином, що запліднення або імплантація плідного яйця стають неможливими. Досліджено, чи взаємодіє ПГ безпосередньо з клітинами міометрія вагітних щурів. І якщо взаємодіє, то яким чином та який механізм його дії. Вплив ПГ на скоротливість міометрія щурів, а також механізм його дії досліджувався методами тензометрії та кальцієвої сигналізації. Встановлено, що ПГ модулює скоротливість смужок міометрія з видаленим шаром ендометрія вагітних та невагітних щурів. Оцінка амплітудно-кінетичних параметрів скорочення міометрія в обох групах тварин на тлі ПГ показала, що змінюється не тільки інтенсивність, але й співвідношення фаз скорочень міометрія. Проте, характер змін параметрів скорочень міометрія на тлі дії ПГ виявився дещо неоднаковим для них. У невагітних тварин ПГ більшою мірою впливав на тривалість скорочень, в той час як в групі вагітних тварин більш вираженою було збільшення амплітуди. В обох групах щурів після аплікації ПГ тривалість фази скорочення збільшувалась незначно, в той же час фаза розслаблення зростала більше, ніж на 50%. За умов гіперестрогенії ПГ мав дещо пригнічувальну дію на скоротливість міометрія, а підвищений рівень прогестерону сприяв стимулюючому ефекту ПГ. Прикладання блокатора ЦОГ-2 німесуліду пригнічував ПГ-індуковану скоротливість міометрія вагітних щурів, але не мав жодного ефекту в групі невагітних тварин. За умов інактивації Gi/о-білку кашлюковим токсином ПГ не виявив стимулювальних властивостей. При прикладанні ПГ на свіжоізольовані міоцити міометрія реєструвалось збільшення внутрішньоклітинну вмісту кальцію. Прикладання ПГ після припинення спонтанних скорочень міометрія в безкальцієвому розчині Кребса викликало 1-2 фазних скорочення протягом кількох хвилин в групі вагітних та невагітних тварин. В обох групах блокатор ІФ3-рецепторів 2-АРВ пригнічував ПГ-індуковані скорочення. За умов пригніченої скоротливості міометрія дією блокатора потенцалкерованих каналів L-типу ніфедипіну ПГ викликав одноразове фазне скорочення міометрія у невагітних тварин. За нормальних умов ніфедипін також пригнічував стимульовані ПГ маткові скорочення. Зроблено висновок, що ПГ Золотистого стафілококу модулює скорочувальну активність міометрія вагітних і невагітних щурів, збільшуючи внутрішньоклітинний рівень йонів кальцію внаслідок посилення його надходження зовні та вивільнення із СР.
Роль активації синтезу ендогенного сірководню у відновленні функціонального стану серцево-судинної системи у старих щурів
(2021) Мись Лідія Анатоліївна; Сагач Вадим Федорович, професор, доктор мед. наук, член-кор. НАН України
Дисертаційна робота присвячена вивченню стимуляції ендогенного синтезу сірководню (H2S) та його впливу на функціональний стан серцево-судинної системи старих щурів. Показано, що в тканинах серця та судин старих щурів суттєво знижений вміст цього ендогенного трансмітера, а також розвивається оксидативно-нітрозативний стрес. Для стимуляції синтезу ендогенного сірководню ми використали введення коензиму Н2S-синтезуючих ферментів – піридоксаль-5-фосфату (PLP). Вперше показано, що курсове введення PLP сприяло відновленню вмісту ендогенного Н2S у тканинах серцево-судинної системи старих тварин, яке відбувалося за рахунок збільшення експресії генів, що кодують ферменти його синтезу – CSE та 3-MST. Така активація ендогенного синтезу Н2S супроводжувалася суттєвим пригніченням оксидативного стресу, що характеризувався зниженням швидкості генерації супероксидного та гідроксильного аніон-радикалів, а також вмісту продуктів перекисного окиснення ліпідів порівняно з суттєво підвищеними значеннями цих показників у тканинах старих тварин. Внаслідок стимуляції ендогенного синтезу Н2S у старих щурів відбулося також зниження показників нітрозативного стресу, а саме активності індуцибельної NO-синтази та збільшення активності конститутивної NO-синтази, що призводило до посилення конститутивного синтезу NO, який відіграє суттєву роль у реакціях серцево-судинної системи. Протекторні механізми дії H2S можуть бути пов’язані як з відновленням конститутивного Са2+-залежного синтезу NO (cNOS), пригніченням окисного стресу, так і впливом на внутрішньоклітинні структури, а саме неспецифічний мегаканал – мітохондріальну пору транзиторної провідності (МП) (англ. mitochondrial permeability transition pore). Нами вперше показано, що застосування PLP пригнічувало Са2+-індуковане відкривання МП через зменшення її чутливості до індуктора, яка суттєво підвищена у старих щурів. При цьому інгібування мітохондріального H2S-синтезуючого ферменту 3-MST за допомогою O-CMH зменшувало протекторні ефекти PLP щодо відкривання МП у серці старих щурів, що засвідчує про H2S-залежний механізм дії PLP. Вперше виявлено, що курсове введення PLP запобігало розвитку значних ішемічно-реперфузійних порушень функції серця. Про це свідчать попередження значного падіння тиску, що розвивається у лівому шлуночку, а також швидкості скорочення міокарда. Застосування PLP значно покращувало ендотелійзалежне розслаблення гладеньких м’язів аорти у старих щурів. Так, амплітуда ацетилхолініндукованого розслаблення, яка була суттєво знижена у старих щурів, збільшувалася більш ніж у 2,5 раза. Цей ефект скасовувався за допомогою інгібіторів NO-синтази та 3- меркаптопіруватсульфуртрансферази, що свідчить про залучення NO та H2S до збільшення ендотелійзалежного розслаблення судин. Таким чином, PLP відновлював синтез ендогенного H2S і конститутивного NO, а також інгібував оксидативно-нітрозативний стрес у тканинах серцево-судинної системи старих щурів, що сприяло поліпшенню пригніченого ендотелійзалежного розслаблення гладеньких м'язів аорти та покращенню функції серця у старих щурів
Нові підходи до корекції розладів адренокортикальної та репродуктивної систем щурів за умов змін режиму освітлення
(2021) Мамотенко Алла Віталіївна; Комісова Тетяна Євгенівна, кандидат біологічних наук, професор кафедри анатомії і фізіології людини, Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди
Дисертація присвячена розв’язанню актуальної проблеми сучасної фізіології встановленню причинних наслідків деструктивного впливу довготривалих змін режиму освітлення на адренокортикальну і репродуктивну системи щурів та пошуку комплексних підходів щодо їхньої фармакологічної корекції. Здійснено оцінку дії мелатоніну та ефективності підсилення його антиоксидантних та моделюючих ефектів за рахунок додаткового сумісного введення у раціон щурів біодобавки спіруліни. Виявлено, що моновведення мелатоніну ефективно запобігало розвитку деструктивних явищ, викликаних зміною режиму освітлення, що підтверджувало важливість нормальної секреторної функції епіфізу для регуляції багатьох систем організму, зокрема, надниркових залоз. Отримано експериментальні докази доцільності та високої ефективності застосування препаратів мелатоніну при гіпогонадизмі, в патогенезі якого основною причиною є тривала мелатонінова недостатність. Однак, хоча самостійне введення піддослідним тваринам у курсовому режимі мелатоніну суттєво поліпшувало показники морфофункціонального стану досліджуваних залоз внутрішньої секреції, проте воно їх остаточно не нормалізувало. Визначено, що додаткове застосування біодобавки спіруліни підсилювало протективну дію мелатоніну, тобто спостерігався синергетичний ефект. Більш висока реактивність до впливу мелатоніну та спіруліни спостерігалась у самиць. Виявлено, що статистично значиме зниження індексу тестостерон/естрадіол у самців та його підвищення у самиць є свідченням зменшення адаптаційних можливостей організму та гострої реакції на стресовий чинник, яким є довготривала зміна режиму освітлення. Показана висока ефективність використаної схеми курсового сумісного профілактичного застосування мелатоніну у комплексі із спіруліною для превентивного зниження ризику репродуктивних та адренокортикальних розладів у тварин обох статей. Використана схема курсового введення мелатоніну сумісно зі спіруліною може розглядатися як ефективний засіб профілактики розвитку гіпопінеалізму та порушень ендокринної системи, які обумовлені пролонгацією фотоперіоду. Відпрацьовану у роботі схему їх профілактичного курсового введення, завдяки своїй безпечності та високому ступеню протективних ефектів, можна рекомендувати для застосування у групах ризику світлового десинхронозу
Модуляція катіонних каналів великої провідності внутрішньої мембрани ядер нейронів Пуркіньє мозочка щурів
(2021) Лунько Олеся Володимирівна; Марченко Сергій Михайлович, доктор біологічних наук
В дисертаційній роботі викладені результати дослідження модуляції трансмембранних струмів поодиноких LCC (Large Conductance Cationic) каналів ядер нейронів Пуркіньє. Гіпотетично, ці канали залучені до формування балансу іонів калію по обидва боки від зовнішньої та внутрішньої мембрани ядра, і таким чином, впливаючи на заряд ядерної оболонки, можуть мати значення для тривалості кальцієвого сигналу, проте їх амінокислотна послідовність, структура та фізіологічна роль невідомі. Для підтвердження, спростування чи розвитку цієї гіпотези бракує кількісного опису кінетики, а також ідентифікації фармакологічного профілю LCC-каналів. В цій роботі було знайдено перший блокатор для LCC-каналів – d-тубокурарин (dTC) та виявлено модулюючий вплив трьохвалентних іонів гадолінію, а також вплив галламіну. За допомогою аналізу β-розподілу було охарактеризовано швидкі конформаційні зміни LCC-каналів та вперше створено кінетичну модель їх опису. Було встановлено, що канал перебуває в одному відкритому стані, який зв’язаний з трьома закритими станами, які мають різні константи швидкості, та одним підрівнем. На прикладі швидкого блокатора LCC-каналів, галламіна, було продемонстровано ефективність використання встановленої моделі Маркова та методу аналізу β-розподілу для дослідження механізму блокування. Визначено, що галламін діє як класичний поровий блокатор, а також обчислено параметри чутливості блокатора до прикладеного мембранного потенціалу
Активація м’язів руки людини в умовах зорового відстеження базових параметрів двосуглобових рухів
(2021) Легедза Олексій Віталійович; Костюков Олександр Іванович, професор, доктор біол. наук
Роботу присвячено визначенню особливостей патернів ЕМГ-активності та центральної координації м’язів плечового поясу та плеча людини в умовах зорового відстеження зусиль руки та її положення в операційному просторі. Поточні амплітуди випрямлених та усереднених ЕМГ, які реєстрували від м’язів плечового поясу та плеча, розглядались як кореляти інтенсивності ЦМК. Встановлено, що при формуванні ізометричного зусилля, однакового в усіх напрямках відносно точки його прикладання, активність розгиначів виникала переважно при розгинанні у плечовому та ліктьовому суглобах, тоді як у згиначах вона спостерігалася в усіх напрямках зусилля, а її максимальна амплітуда була спрямована у бік згинання. Передбачається, що активність м’язів руки при виконанні завдання в умовах відстеження цільового сигналу у вигляді кола організована за принципом синергій, які можуть бути пов’язані з особливостями завдання. Показано відмінності амплітуд ЕМГ при протилежних напрямках вектору зусилля та коактивація м’язів-згиначів, у той час як розгиначі проявляли свою активність лише в межах своїх функційних секторів. Визначали співвідношення рівнів випрямленої та усередненої ЕМГ в умовах поступального розвитку зусилля вздовж лінійних траєкторій для восьми різних напрямків. Вірогідні прояви гістерезису були зареєстровані у 118 випадках (46 %). Гістерезис, петля якого для співвідношення рівень ЕМГ – зусилля орієнтувалася за ходом годинникової стрілки, спостерігався в 107 випадках (або 91 %); в 11 випадках (9 %) відмічалася петля, орієнтована проти ходу годинникової стрілки. Висловлено припущення, що прояви гістерезису ЕМГ-активності в умовах описаних тестів пов’язані з розбіжностями процесів рекрутування/дерекрутування рухових одиниць у перебігу природної активації м’язів. Описані патерни ЕМГ у перебігу повільних рухів вздовж парафронтальних траєкторій. Показано, що ЕМГ як м’язів згиначів, так і розгиначів демонстрували сильний гістерезис (петлі проти та проти годинникової стрілки відповідно). Згиначі ліктьового та плечового суглобів продемонстрували синергетичну уніфікацію, переважно активуючись при створенні рукою зусилля у бік згинання суглобів, при чому подібна синергія проявлялась розгиначами обох суглобів у реакціях на розгинальні зусилля. Показано, що для більш дистальних положень ефекти синергії змінювались в різних напрямках, збільшуючись в згиначах та зменшуючись в розгиначах. Отримані результати дозволяють зробити висновок, що гістерезисні властивості м’язового скорочення та пов’язані з ними характеристики передачі сигналу в системі управління рухом призводять до сильних, пов’язаних з гістерезисом модифікацій центральних команд, що надходять до м’язів під час різних рухових завдань
Роль інсуліноподібного фактору росту 1 (IGF1) у молекулярно-генетичних механізмах розвитку гіпертрофії міокарда
(2021) Лапікова-Бригінська Тетяна Юріївна; Портниченко Алла Георгіївна, доктор медичних наук
Дисертація присвячена дослідженню механізмів розвитку гіпертрофії серця: термінової, ізопротренол-індукованої, та сталої у спонтанно гіпертензивних щурів. Досліджено функцію та структуру серця, а також зміни, що відбулись на молекулярно-генетичному рівні. Вперше охарактеризовано розвиток та зворотню динаміку термінової гіпертрофії у щурів Wistar та SHR та асоційовані з цим зміни експресії таргетних генів і білків, що залучені до функціонування серцево-судинної системи. В дисертаційній роботі досліджено прояви та механізм розвитку гіпертрофії лівого шлуночка серця в динаміці розвитку термінової та сталої гіпертрофії, викликаної впливом адренергічних стимулів та постнавантаження при спонтанній артеріальній гіпертензії. Вперше охарактеризовано динаміку та microRNA-1-опосередковану регуляцію одного з ключових регуляторів гіпертрофії серця - IGF1 в процесі гострого та хронічного розвитку гіпертрофії. Спостерігали порушення дозрівання і зменшення експресії microRNA-1, яке розвивалося з віком і було більш вираженим у SHR, внаслідок чого рівні білка IGF-1 в міокарді зростали незалежно від наявності гіпертрофії. При внутрішньошлуночковій реєстрації тиску та об’єму за допомогою мікрокатетера встановлено, що розвиток сталої гіпертрофії у SHR супроводжувався погіршенням показників насосної та систолічної функції серця, однак вплив ізопротеренолу меншою мірою порушував функцію серця, ніж у щурів Wistar, а показники насосної та діастолічної функції навіть зазнавали покращення. Гостра ізопротеренол-індукована гіпертрофія міокарда прогресивно розвивалася протягом 7 діб впливу адренергічного стимула і зазнавала зворотнього розвитку після його припинення. При наявності хронічної гіпертрофії прогіпертрофічний стимул викликав значну летальність, а зворотній розвиток гіпертрофічної перебудови міокарда не відбувався. Охарактеризували посилення гіпертрофії в усіх експериментальних групах, що супроводжувалось зростанням артеріальної жорсткості та фібротичними змінами в міокарді, також показали зміни експресії таких білків: дистрофіну, Akt, SERCA2, білка IGF-1 та кофактора HSP60 , а також зміни експресії експресії mRNA IGF-1 та microRNA1. Вперше показано, що довготривалий розвиток гіпертрофії міокарда при артеріальній гіпертензії у щурів віком 18м характеризувався зростанням морфологічних проявів ремоделювання міокарда та прогресивним погіршенням насосної, систолічної та діастолічної функції серця у порівнянні як з 6-місячними SHR, так і з щурами Wistar віком 18 міс. На підставі одержаних результатів тривалу хронічну гіпертрофію у SHR можна розглядати як модель розвитку серцевої недостатності
Модуляційні впливи на Н-рефлекс у фізично нетренованих та тренованих людей
(2021) Колосова Олена Вікторівна; Костюков Олександр Іванович, доктор біологічних наук, професор
Дисертаційна робота присвячена дослідженню актуальної проблеми фізіології – особливостей динаміки модуляції спінальних рефлексів в умовах стомлення у фізично нетренованих та тренованих людей. Подано результати дослідження динаміки величини Н-рефлексу камбалоподібного м’яза людини (m. soleus), обумовленої стомленням, у тому числі в умовах розвитку сегментарного гальмування, викликаного стимуляцією іпсілатерального малогомілкового нерва (n. peroneus communis) та в умовах гомосинаптичної постактиваційної депресії при парній стимуляції великогомілкового нерва (n. tibialis) у нетренованих та тренованих людей. Показано пригнічення Н-рефлексу камбалоподібного м’яза внаслідок стомлення, викликаного шляхом тривалого довільного статичного скорочення триголового м’яза гомілки (m. triceps surae), та подальше відновлення цього рефлексу. Виявлено наявність двох фаз відновлення Н-рефлексу: першої фази, тривалістю декілька хвилин, пов’язаної з відновленням нормальної імпульсації аферентів груп III і IV; та другої фази (впродовж кількох годин), пов’язаної з поступовим вимиванням та нейтралізацією метаболітів, які накопичились у м’язі в результаті активації, яка стомлює м’яз. Показано меншу вираженість гальмування Н-рефлексу внаслідок м’язового стомлення, а також комплексної дії стомлення та гомосинаптичної постактиваційної депресії в умовах парної стимуляції n. tibialis в групі осіб, тренованих до тривалого фізичного навантаження, в порівнянні з нетренованими людьми, що може бути пов’язаним з меншим накопиченням та швидшою утилізацією метаболітів внаслідок адаптаційних змін нервової та м’язової систем до фізичного навантаження. Виявлено збільшення інтенсивності гальмування Н-рефлексу під впливом гомосинаптичної постактиваційної депресії, найбільше виражене через 90 с після періоду зусилля, що стомлює м’яз. Оцінена динаміка Н-рефлексу в умовах розвитку сегментарного гальмування, викликаного попередньою стимуляцією n. peroneus communis, у відновлювальному періоді після зусилля, що стомлює м’яз. Показана подібність змін амплітуд тестового та кондиційованого Н-рефлексів, а також пропорційність зменшення амплітуд цих рефлексів безпосередньо після періоду стомлення м’яза. Обгрунтована переважна відокремленість нервових шляхів пресинаптичного гальмування Н-рефлексу, викликаного кондиціюючою стимуляцією n. peroneus communis, від шляхів впливу м’язового стомлення. Виявлені статеві та вікові особливості параметрів Н-рефлексу та М-хвилі m. soleus у тренованих осіб з високим рівнем адаптації до фізичного навантаження. Показано відмінності порогових значень Н- та М-відповідей, а також амплітуд максимальних Н- та М-відповідей у жінок та чоловіків; відмінності амплітуд максимальних М-відповідей та співвідношень амплітуд максимальних Н- та М-відповідей у дорослих та молодих осіб. Запропоновано аналізувати результати дослідження нервово-м’язової системи організму людини, при яких отримуються абсолютні електроміографічні показники, з урахуванням статі та віку тестованих
Епілептиформна активність гіпокампа щурів за умов повної або часткової блокади синаптичної передачі
(2021) Запухляк Ольга Сергіївна; Кришталь Олег Олександрович, доктор біологічних наук, академік НАН України
В дисертаційній роботі досліджено характеристики епілептиформної активності в свіжоізольованих зрізах гіпокампа щурів, що генерується в умовах повного або часткового блокування синаптичної передачі. Повна блокада синаптичної передачі досягалась шляхом суперфузії зрізів гіпокампа розчином штучної спинномозкової рідини із низьким вмістом кальцію або кадмійвмісним розчином. Часткова блокада синаптичної передачі досягалась шляхом суперфузії зрізів гіпокампа розчином з сумішшю АМПА-, НМДА- та ГАМК- антагоністів. Вперше показано високий рівень синхронізації епілептиформної активності між ділянками СА3 та СА1 гіпокампа під час часткового блокування синаптичної передачі; під час повної блокади синаптичної передачі синхронізації між зонами СА3–СА1 не відбувається. Результати роботи вказують на додатковий механізм синхронізації зон СА3–СА1 гіпокампа, котрий не залежить від стану АМПА-, НМДА- та ГАМК-провідностей. Встановлено, що аплікація неспецифічного нікотинового антагоністу мекаміламіну пригнічує епілептиформну активність в гіпокампі, а селективні антагоністи α7- та α4β2-н-холінорецепторів не мають статистично вірогідного впливу, вказуючи на можливу роль α3β4-підтипу н-холінорецепторів в синхронізації активності нейронних мереж гіпокампа. Отримані результати свідчать, що активація н-холінорецепторів сприяє синхронізації епілептиформної активності ділянок СА3 та СА1 гіпокампа, незалежно від стану основних синаптичних систем: АМПА- та НМДА-глутаматних рецепторів та ГАМК-рецепторів
Молекулярно–генетичні механізми порушення протеасомного протеолізу при артеріальній гіпертензії та підходи до її корекції
(2021) Гончаров Сергій Вікторович; Досенко Віктор Євгенович, доктор медичних наук, професор
Дисертаційна робота присвячена дослідженню ролі протеасомного протеолізу при артеріальній гіпертензії. Дослідження проводилися у дітей та підлітків, що мають первинну гіпертензію та практично здорових дітей. Визначали поліморфізми генів, що кодують субодиниці протеасоми (LMP2 Arg60→His, LMP7 Lys145→Gln і PSMA6 C–8→G). Отримані дані вказують на те, що розподіл алельних варіантів генів, що кодують субодиницю імунопротеасоми (LMP2) та протеасоми (PSMA6) суттєво відрізняється у контрольній групі та у дітей з артеріальною гіпертензією на відміну від поліморфізму гену LMP7. У подальшому дослідження виконувалося на спонтанно-гіпертензивних щурах (SHR) з корекцією за допомогою кверцетину (таблетована форма, 15 мг/кг маси тіла, щодня). Порівняння морфологічних, гістологічних, кардіогемодинамічних та морфометричних показників аорти та серця щурів SHR з Wistar дає зрозуміти, що хронічне підвищення тиску призводить до значних порушень. Таким чином у щурів лінії SHR спостерігалося зниження таких показників: ударного об’єму (у 3 рази), фракції викиду (у 2,14 рази), ударної роботи (на 70%), частоти серцевих скорочень (на 12%), мінімального тиску (у 1,5 рази) та кінцево-систолічного тиску (на 15%). Показники діастолічної функції серця були вищими у щурів лінії SHR: кінцево-діастолічний тиск у 6,5 разів, dp/dt mіn на 30 % та артеріальна жорсткість у 4,4 рази. Виявлено суттєві морфологічні зміни аорти у SHR: були більшими загальна ширина аорти (на 36%), ширина гладеньком’язових прошарків (на 19%) і ширина інтими (у 1,9 рази). Доведено ефективність експериментальної терапії артеріальної гіпертензії з застосуванням інгібітору протеасоми – кверцетину. За допомогою біофлавоноїду вдалося попередити збільшення наступних параметрів: ліпідоз у стінці аорти щурів SHR (у 2 рази), відсоток фібротичних змін у лівому шлуночку серця (у 2,9 рази). А також спостерігалося статистично вірогідне зменшення рівня експресії наступних генів у тканинах аорти SHR: PSMB2 (у 28 разів), PSMB8 (у 5,5 разів), PSMB9 (у 112 разів) та PSMЕ1 (у 7,8 разів). На противагу рівень мРНК гену PSMB1 був більшим у 7,8 разів
Дослідження впливу нейропротективних та ушкоджуючих факторів на культивовані з бета-амілоїдом нейрони гіпокампу щурів
(2021) Ганжа Віта Вікторівна; Лук’янець Олена Олександрівна, професор, доктор біологічних наук
Хвороба Альцгеймера (ХА) є нейродегенеративним захворюванням, яке характеризується прогресуючими когнітивними порушеннями і втратою пам`яті. Патогенез ХА складний, залежить від багатьох факторів і досі не до кінця вивчений. Позаклітинні відкладення пептиду амілоїду-β (Aβ) у вигляді сенільних бляшок, утворення внутрішньоклітинних нейрофібрилярних клубків та масивна нейронна втрата, особливо в області гіпокампу, розглядаються як основні патологічні ознаки ХА. Відомо, що гіпокамп відповідає за здатність до навчання, формування короткотривалої пам’яті та низку інших процесів. В ході розвитку ХА до 80% нейронів в гіпокампі гине і людині стає все складніше засвоювати нову інформацію та запам’ятовувати події. Мета даної роботи полягала у з’ясуванні впливів деяких нейропротекторних та ушкоджуючих факторів на нейрони гіпокампу щурів при впливі Аβ1–42 для визначення можливого механізму дії цього агенту при моделюванні хвороби Альцгеймера. За допомогою флуоресцентної мікроскопії встановлено, що Аβ1-42-амілоїд викликає підвищення концентрації внутрішньоклітинного Са2+ в нейронах культури. Збільшується як вхід Са2+ так і його перерозподіл, при збільшенні вмісту Са2+ ендоплазматичному ретикулумі. В результаті, підвищується базальний рівень Са2+, що негативно впливає на життєздатність нейронів. За допомогою конфокальної мікроскопії було вперше досліджено вплив мемантину, циклоспорину А, а також наночастинок діоксиду церію на життєздатність нейронів культури гіпокампу, що культивувалися з Аβ1–42-амілоїдом, з можливістю встановлення їх нейропротекторних властивостей. Досліджено захисні властивості неконкурентного низькоафінного антагоністу НМДA – рецепторів мемантину на життєздатність нейронів культури гіпокампу щурів при впливі Аβ1–42-амілоїду. Мемантин виявляв захисний ефект при експериментальних умовах ексайтотоксичності, викликаної додаванням НМДА в середовище культивування. Блокування відкривання мітохондріальної пори неспецифічної проникності циклоспорином А, сприяло зменшенню кількості некротичних нейронів гіпокампу при токсичній дії Аβ 1–42-амілоїду. У ході аналізу даних було вперше встановлено, що введення наночастинок діоксиду церію (НДЦ) значно знижує кількість загиблих нейронів при дії Аβ1–42-амілоїду, тому використання НДЦ для біомедичних застосувань є дуже перспективним. Отримані дані можуть бути основою для розробки нових ефективних фармакологічних підходів для зниження рівня та впливу Aβ-амілоїду при хворобі Альцгеймера
Активація м'язів рук людини у перебігуповільних двосуглобових рухів
(2021) Абрамович Тетяна Ігорівна; Костюков Олександр Іванович, доктор біологічних наук, професор
Роботу присвячено вивченню процесів координації центральних моторних команд (ЦМК), які надходять до м’язів рук людини під час реалізації двосуглобових циклічних рухів руки з постійним зовнішнім навантаженням та синхронних бімануальних рухів руки людини. Як кореляти інтенсивності ЦМК розглядались поточні амплітуди випрямлених та усереднених ЕМГ, що відводились від м’язів плечового поясу та плечей. Порівнювали усереднені поверхневі ЕМГ м’язів ліктьового та плечового суглобів для чотирьох можливих комбінацій напрямків навантаження та руху. Інтенсивності ЕМГ значною мірою корелювали з хвилями моменту сили, розрахованим для відповідного суглоба. Моторні команди кругових двосуглобових рухів руки переважно пов'язані зі змінами моментів сили плечового та ліктьового суглобів і модулюються відповідно до ексцентричного або концентричного характеру м'язових скорочень на різних ділянках траєкторії руху. Досліджені особливості функціональної взаємодії (синергій) м’язів при скоординованих переміщеннях плечових ланок та передпліч в умовах реалізації тест-рухів. Виявлено вплив фактора швидкості на динамічні компоненти ЦМК, адресованих дослідженим м’язам. Статистично значущі відмінності між амплітудами ЕМГ при рухах «на себе» та «від себе» були зареєстровані в кожного з м’язів; відмінності динамічних та статичних компонентів ЕМГ в умовах дії зовнішніх навантажень різних напрямків також були значущими. Як виявилося, протягом здійснення рухів ЦМК, що надходять до згиначів ліктьових суглобів, були більш варіабельними («гнучкими») порівняно з ЦМК до розгиначів плечей. Зі збільшеними тривалості активних фаз руху, амплітуда динамічних компонентів D1 і D2 ЕМГ всіх досліджуваних м'язів зменшувалася при обох напрямках зовнішнього навантаження. Рівень синхронізації ЕМГ-активності «у рухах веслування» однойменних м’язів лівої та правої рук мав тенденцію до зниження в умовах наявності зорового зворотного зв’язку. Слід припустити, що зворотній зоровий зв’язок може підсилювати когнітивні впливи в системі рухового контролю, і, таким чином, знижує автоматизм рухів і наближує їх виконання до рівня візуально контрольованих бімануальних рухів
Експресія та просторовий розподіл нейронного кальцієвого сенсорного білка гіпокальцину в субклітинних компартментах
(2020) Шеремет Євгеній Юрійович; Білан Павло Володимирович, доктор біологічних наук, професор
Гіпокальцин – нейронний Ca2+-сенсорний білок (NCS), який опосередковує внутрішньоклітинні сигнальні шляхи завдяки своїй здатності до Ca2+-залежної транслокації з цитозолю на плазматичну мембрану. Не зважаючи на те, що подібна транслокація гіпокальцину та інших NCS-білків досить добре вивчена, жодних кількісних оцінок розподілу гіпокальцину між цитозолем та плазматичною мембраною на базальному рівні внутрішньоклітинної концентрації вільних йонів кальцію ([Ca2+]i) отримано не було. У цій роботі ми запропонували прості та універсальні підходи для таких оцінок. Ми продемонстрували, що рівень експресії екзогенного гіпокальцину (10 мкМ) у досліджуваних нейронах гіпокампа принаймні втричі нижчий порівняно з концентрацією ендогенного. Таким чином, екзогенний білок можна використовувати в якості інструменту візуалізації розподілу, транслокації та взаємодії гіпокальцину з білками-мішенями без суттєвого впливу на ендогенну сигналізацію гіпокальцину. Використовуючи метод відновлення флуоресценції після фотознебарвлення (FRAP), ми показали, що коефіцієнт дифузії флуоресцентно міченого гіпокальцину у дендритах нейронів гіпокампа (~40 мкм/с) знаходиться в межах діапазону значень, характерних для цитозольних білків, при чому коефіцієнт був приблизно в 10 разів більший, ніж для суто мембранного білка. Обидва ці результати свідчать про те, що гіпокальцин перебуває здебільшого в цитозолі дендритів нейронів гіпокампа. Пряме обчислення фракційного розподілу гіпокальцину на базальному рівні [Ca2+]i показали, що мембранна фракція гіпокальцину не перевищує 8%. Загалом, наші результати говорять про те, що будучи переважно цитозольним, гіпокальцин може помірно активувати свої мембранні білки-мішені навіть в умовах спокою
Роль протон-чутливих іонних каналів в електричній активності гіпокампа та поведінці щурів у моделі індукованої епілепсії
(2020) Федорюк Михайло Петрович; Кришталь Олег Олександрович, доктор біологічних наук, академік НАН України
Однією з найважливіших умов нормального функціонування організму є сталість позаклітинного середовища, одним з показників якого є врегульована концентрація протонів. У більшості хребетних у нормі цей параметр, або показник водню (pH), дорівнює 7.4. В різних фізіологічних та патофізіологічних станах його значення може помітно змінюватися – при запаленні або ішемії, наприклад, виникає локальне закислення або ацидоз тканин, що супроводжується болем. З огляду на це сформувалась думка, що в організмі існує сенсор, чутливий до протонів. У 1980-му році Кришталь та Підоплічко у роботі на нейронах сенсорних гангліїв щурів показали, що у відповідь на зміну рН позаклітинного розчину з 7.4 до 7 та нижче активується струм, який з’являється за рахунок збільшення проникності мембрани для іонів натрію та калію і досягає максимального значення при рівні pH=5.4. У 1996-му році Валдман із колегами отримали такий же самий струм, але вже у ооцитах жаби. Вони експресували в ооцитах РНК, яка була комплементарна до виділеної ДНК мозку щура. Іонні канали, через які протікає такий струм почали називати чутливими до закислення, або протон-чутливі іонні канали (Acid Sensing Ion Channels або ASICs). ASICs визначають, як підсімейство іонних каналів ссавців сімейства епітеліальних натрієвих та дегенеринових ENaC/DEG каналів. Протягом останніх років, з використанням генетично модифікованих тваринних моделей, з’ясовано їх залучення до багатьох нормальних фізіологічних та патологічних процесів, що включають больові відчуття, синаптичну пластичність, вираження страху та нейродегенерацію після ішемії. Все це робить їх потенційно цікавими мішенями для фармакології, проте на даний час ще не винайдено препаратів для ASICs, які б можливо було застосовувати клінічно. Більшість структур ASICs були отримані від курячого ASIC1а, який поділяє близько 90% ідентичності послідовностей з людским та щурячим ASIC1a. ASICs існують у трьох функціональних станах: закритому, відкритому та десенсибілізованому. Субодиниці ASICs переважно експресуються в нервовій системі. ASIC1a, ASIC2a, ASIC2b та ASIC4 виявлені в ЦНС і ПНС, а ASIC1b і ASIC3 лише в ПНС, за винятком людського ASIC3, який також демонструє низький рівень експресії в ЦНС. Також ASICs були виявлені в клітинах соми та сенсорних нервових терміналях периферичних нейронів. У нейронах гіпокампа ASIC1a переважно розташовані на тілі клітини та дендритах. ASICs є проникними для іонів Na+ і їх активація призводить до мембранної деполяризації, тим самим індукуючи потенціали дії в нейронах. Таким чином, ASICs часто мають активізуючу дію на нейрони. Для реєстрації електричної активності гіпокампа щурів розроблено та виготовлено бездротовий пристрій, який дозволяє проводити реєстрацію під час поведінкових тестів та має значні переваги в порівнянні з аналогами. В експерименті з реєстрації електричної активності гіпокампа з проведенням поведінкового тесту “відкрите поле” виявлено, що блокування активності ASICs новітнім антагоністом – сполукою 5b призводить до зниження як домінуючої частоти тета-ритму, так і загального рівня локомоторної активності. Епілепсія є поширеним у всьому світі тяжким неврологічним розладом. Епілепсія скроневої частки (TLE) є найбільш поширеною формою часткової епілепсії і часто резистентна до відомих фармакологічних втручань. TLE може бути спровокована по-різному: через травму мозку, гіпоксичну травму мозку, пухлини головного мозку, інсульт, мозкові інфекції, такі як енцефаліт та менінгіт, епілептичний стан (ЕС) та ін. Правильне лікування ЦНС може значно знизити ризик розвитку судом. ЕС, визначений як безперервна судомна активність протягом більше 5 хв або послідовні судоми без відновлення свідомості, може бути серйозним наслідком ураження ЦНС та може бути потенційно небезпечним для життя за рахунок високого рівня смертності, навіть при відповідному фармакологічному втручанні. Епілептичний стан і ранні гострі напади, спричинені інфекціями, часто пов’язані з інсультами і зазвичай виникають одночасно з інфекцією, тоді як епілепсія з хронічними повторюваними припадками розвивається пізніше в результаті процесу, який називають “епілептогенезом. Під час епілептичних припадків рН мозку знижується, і відомо, що ацидоз може закінчитися судомами. Зіман із колегами показали, що порушення гена ASIC1a збільшило ступінь тяжкості припадків, і протилежний ефект спостерігався при надмірній експресії ASIC1a. Також вони з’ясували, що інгібіторні інтернейрони в гіпокампі демонструють більш високі амплітуди ASIC-струмів, ніж пірамідальні нейрони, і, можливо, опосередковане інгібування інтернейронів припиняє напади. Стратегії пошуку нових протиепілептичних препаратів в основному орієнтовані на початкову стадію інсульту та обернення процесу епілептогенезу для запобігання розвитку хронічної епілепсії. Для перевірки потенційного протиепілептичного лікування у гризунів використовують каїнатну, пілокарпінову або літій-пілокарпінову модель індукованої епілепсії, які довели свою корисність у вивченні патофізіології та прогресуванні TLE. Ці моделі можуть відтворити поведінкові, електрографічні та невропатологічні особливості TLE людини. Системне або внутрішньомозкове введення каїнату, потужного агоніста глутамату, широко застосовується для індукції епілептичних нападів у тварин. Ці періодичні напади швидко генералізуються. У каїнатній моделі у щурів повторювані напади можуть тривати протягом змінних періодів до декількох місяців. Втрата нейронів зони CA1 та характер дисперсії клітин у клітинному шарі зубчастих звивин, що нагадує гістологічні зміни у людей зі скроневою епілепсією, спостерігалась після мікроін’єкції каїнату в дорзальний гіпокамп мишей. Дієвість каїнатної моделі робить її дуже корисною для розуміння патофізіологічних змін, що відбуваються при скроневій епілепсії. В нашій роботі ін’єкції каїнату в зону CA1 гіпокампа in vivo викликали стійку епілептиформну активність і використовуючи антагоніст ASICs – сполуку 5b, ми вперше показали, що блокада провідності цих каналів має помітний антиепілептичний ефект, зменшуючи частоту виникненя епілептиформних явищ. Ін’єкція пілокарпіну, яка робиться через 20 годин після ін’єкції літію, призводить до ЕС і після латентного періоду без припадків, переростає в хронічний стан, що характеризується спонтанними рецидивними припадками. Літій-пілокарпінову модель можна вважати корисним інструментом для дослідження фармакологічних втручань для інгібування припадків, викликаних, наприклад, інфекціями ЦНС. Серед інших зон мозку гіпокамп особливо вразливий до пошкодження нейронів, спричиненого пілокарпіном. Гіпокамп є центром уваги в галузі дослідження TLE, оскільки він містить багато чітко визначених нейронних зв’язків, пов’язаних з генезисом припадків. Епілептичні напади спричиняють серйозні ураження пірамідальних клітинних шарів зон СА1, СА3 та зубчастої звивини гіпокампа. Епілепсія характеризується кількома поведінковими супутніми розладами, такими як когнітивна дисфункція, яка є поширеною серед хворих на епілепсію. В наших експериментах на щурах з індукованою епілепсією вперше показано, що блокування активності ASICs істотно впливає на загальний рівень локомоторної активності в тесті “піднятий хрестоподібний лабіринт”, а також призводить до нормалізації знижений рівень тривожності. Тварини з індукованою епілепсією демонструють значне погіршення пам’яті та здібностей до навчання, які проявляються у початковому латентному періоді, в якому ще немає нападів. Ми з’ясували, що фармакологічна блокада ASICs у щурів значно відновлює порушене внаслідок індукції епілепсії емоційне навчання, що зумовлене страхом.
Структурно-функціональні перебудови мікрогемодинаміки при адаптації до фізичного навантаження
(2020) Тимошенко Катерина Русланівна; Розова Катерина Всеволодівна, доктор біол. наук, провідний науковий співробітник
Дисертація присвячена дослідженню особливостей структурно-функціональних перебудов та взаємозв'язків в системі мікрогемодинаміки при адаптації до дозованого фізичного навантаження в залежності від тренованості організму. Було проведено паралельне дослідження особливостей мікроциркуляції (МЦК) у людей та експериментальних тварин і ультраструктури м'язової тканини у відповідь на дозоване фізичне навантаження (ДФН). Показано, що організми поза залежністю від ступеня тренованості слід розподіляти за рівнем параметра мікроциркуляції (ПМ), оскільки вихідний рівень ПМ визначає тип відповіді МЦК на ДФН. При низьких вихідних значеннях ПМ зростання кровопостачання м’язової тканини забезпечується збільшенням кількості функціонуючих капілярів (ФК) – приблизно однаковим у тренованих та нетренованих тварин. У випадку високих вихідних значень ПМ розвиток пристосувальної реакції на ДФН відбувається за рахунок зростання швидкості кровотоку в системі МЦК. Вперше виявлено, що початкова реакція на навантаження у м'язовій тканині нетренованого організму стосується розкриття резервних капілярів і не забезпечується перебудовами в її мітохондріальному апараті. Тривале тренування сприяє активації ангіогенезу і морфогенезу мітохондрій (МХ). Отже, зростання кількості ФК (а саме – відкриття резервних капілярів) є нагальною компенсаторною реакцією при низьких значеннях ПМ, а зміни енергетичного метаболізму не належать до швидкої компенсації при несформованій адаптації до ДФН. Також виявлено, що і у нетренованих і у тренованих тварин, ДФН викликає у м'язі виникнення ознак гіпертрофії та вогнищевий набряк субсарколемальних ділянок волокон, що прийнято вважати ознакою порушення міжклітинного обміну. Реєструється посилення піноцитозу та зростання кількості вільних рибосом, що можна розглядати як показники інтенсифікації обмінних процесів у клітині, а саме – синтезу білка і транспорту метаболітів, що поряд із розкриттям резервних капілярів, є показниками першої нагальної адаптивної реакції на ДФН. Такі зміни в залежності від тренованості організму мають різний ступінь вираженості і притаманні як тканині литкового м'яза, так і міокарду
Зміни електричної активності культивованих нейронів ганглія трійчастого нерва при норадренергічній модуляції кальцієвих струмів
(2020) Телька Марія Василівна; Федулова Світлана Анатоліївна, доктор біологічних наук, професор
Дисертаційна робота присвячена виявленню особливостей норадренергічної модуляції електричної активності та струмів через потенціалкеровані кальцієві канали (ПКК) нейронів ганглія трійчастого нерва (ГТН). Електрофізіологічні дослідження проводилися на первинній культурі клітин ГТН. У роботі використані методи фіксації потенціалу/струму в конфігурації «ціла клітина» та локальної суперфузії норадреналіну (НА) та селективних блокаторів ПКК і адренорецепторів (АР). Аплікація НА на сому культивованих нейронів ГТН моделює симпато-сенсорну взаємодію в провідних шляхах трійчастого нерва. Показано, що у цих нейронах зміни у викликаній електричній активності здійснюються за рахунок зв’язку АР з потенціалкерованими каналами: ПКК та активованих гіперполяризацією. Вперше на нейронах ГТН був проведений аналіз впливу НА на струми через ПКК. Виявлено, що у більшості нейронів (91%) НА пригнічує кальцієвий струм, при цьому виділяються два електрофізіологічно відмінні типи модуляції: зменшення лише амплітуди струму без змін у кінетиці (62%) та зменшення амплітуди, яке супроводжувалося уповільненням кінетики (29%). Встановлено, що модуляція другого типу здійснюється за рахунок впливу Gβγ-субодиниці АР на ПКК. Показано, що норадренергічна модуляція струмів через ПКК нейронів ГТН лише частково (на 60%) опосередковується α2-АР. Сумарний модуляторний вплив НА реалізується у значній мірі через ПКК N-типу (52% від сумарного ефекту), середній внесок R- та P/Q каналів складає відповідно 35 та 13%. Результати роботи мають фундаментальне значення про модуляторні взаємодії між різними відділами периферичної нервової системи. Практичне значення результатів зумовлено роллю симпато-сенсорних взаємодій в розвитку нейропатичних станів
Роль сірководню (H2S) у регуляції кальцієвого гомеостазу та функцій мітохондрій серця дорослих і старих щурів
(2020) Лучкова Аліна Юріївна; Сагач Вадим Федорович, професор, доктор медичних наук, член-кор. НАН України
Дисертаційна робота присвячена дослідженню ролі сірководню (H2S) як ендогенної регуляторної молекули у гомеостазі кальцію в мітохондріях серця дорослих і старих щурів. При застосуванні інгібітора мітохондріального ферменту синтезу H2S знижувався його вміст у мітохондріях та плазмі крові. При цьому погіршувалися показники кардіодинаміки, зокрема тиск у лівому шлуночку, швидкість скорочення і розслаблення міокарда знижувалися вдвічі, а коронарний потік на 11,8 %. За умов кальцієвих навантажень серця дослідних тварин розвивали менш потужну реакцію, яка проявлялась у знижених значеннях Pлшл, скорочувальної активності, КП та ІСФ міокарда. Максимальна інотропна стимуляція серця у контрольних тварин спостерігалася у відповідь на додавання 7,5 ммоль/л CaCl2, тоді як у дослідних щурів при 5 ммоль/л CaCl2. Це свідчить про зниження функціональних резервів міокарда у тварин за умов пригнічення синтезу сірководню мітохондріальним ферментом. Також з’ясовано, що за умов пригнічення синтезу сірководню зростали показники окисного стресу, такі як супероксидний та гідроксильний радикали, відбувалося посилення перекисного окиснення ліпідів та збільшення активності іNOS, на тлі зменшення функціональної активності сNOS як в мітохондріях серця, так і в плазмі крові дослідних щурів. Вперше виявлено, що екзогенний сірководень (10-6 - 10-7 моль/л) підвищував вхід Са2+ в мітохондрії серця дорослих та старих щурів в умовах кальцієвого навантаження, при цьому 10-5 моль/л NaHS попереджав відкривання мітохондріальної пори в органелах, що свідчить про регуляцію сірководнем транспорту Ca2+ у мітохондріях та важливе фундаментальне значення цього відкриття. У той же час пригнічення ендогенного утворення H2S in vivo знижувало поріг чутливості мітохондріальної пори до Са2+ та підвищувало амплітуду набухання мітохондрій серця дорослих та старих щурів за дії інгібітора in vitro. В роботі вперше показано, що пригнічення мітохондріального ферменту синтезу сірководню in vivo знижувало функціональну здатність електронно-транспортного ланцюга мітохондрій, яка проявлялась у зменшенні швидкості споживання кисню у станах V2, V3 та V4, а також показників дихального контролю та АДФ/О за Чансом. Отже, ендогенний сірководень регулює транспорт кальцію в органелах, виконує антиоксидантну роль та підтримує роботу електронно-транспортного ланцюга в мітохондріях серця щурів різного віку

Browse

Recent Submissions