Том 55, № 1 (2024)
Статьи
XXIV съезд физиологического общества им. И.П. Павлова
3-7
Физиология крови. Эритроцит по мотивам пленарной лекции на XXIV съезде физиологического общества им. И.П. Павлова…
Аннотация
Эритроциты человека обладают сложной системой регуляции объема и деформируемости клетки. Это абсолютно необходимо для обеспечения хорошей реологии крови как в больших сосудах, так и в капиллярной сети. В обзоре рассматриваются особенности устройства эритроцита, обеспечивающие хорошие газотранспортные функции и отличную реологию крови при том, что эритроциты занимают 40% объема крови. Обеспечение этих свойств требует участия ряда метаболических систем, что дает возможность эритроциту эффективно работать в кровотоке на протяжении 100–120 дней без синтеза новых белков.
8-15
Внеклеточный матрикс как фактор регуляции физиологического микроокружения клетки
Аннотация
Внеклеточный матрикс (ВКM) представляет собой динамическую трехмерную сеть макромолекул, которая обеспечивает структурную поддержку клеток и тканей. За последние десятилетия накоплен значительный массив данных, показывающих, что ВКM играет также ключевую регуляторную роль. Структурные компоненты ВКМ (белки, гликопротеины, протеогликаны, гликозаминогликаны), комплекс ремоделирующих молекул (ферменты и их ингибиторы), депонируемые / высвобождаемые биологически активные медиаторы образуют единую функциональную систему, которая обеспечивает физиологический гомеостаз в тканях. ВКM может постоянно адаптироваться под действием механических, биохимических, физических сигналов, обеспечивая возможность конфигурирования различных тканей в соответствии с требованиями к их функциям. В обзоре кратко представлены современные данные о структурных компонентах ВКМ. Специальное внимание уделено аспектам, связанным с депонирующей функцией, а также биологически активным продуктам, образующимся в результате физиологического ремоделирования ВКМ. Обсуждена роль важнейшего физического фактора микроокружения – тканевого уровня кислорода в физиологию ВКМ клеток стромального дифферона.
16-30
Социальная изоляция: связь с заболеваниями сердечно-сосудистой системы
Аннотация
Социальные и демографические изменения последних десятилетий привели к увеличению распространенности одиночества и социальной изоляции в современном обществе. Социальная изоляция и одиночество – распространенные, но недооцененные факторы, определяющие здоровье, в первую очередь сердечно-сосудистой системы. При этом, как показали результаты различных исследований, воздействие одиночества и социальной изоляции приводит к нарушению функций и других систем. Социальная изоляция и одиночество сопровождаются развитием окислительного стресса в структурах мозга, который активирует нейроны префронтальной коры и лимбических областей, что сопровождается длительной повышенной продукцией глюкокортикоидных гормонов, со временем приводящей к резистентности к глюкокортикоидам. При этом также происходит активация симпатической нервной системы, которая на фоне резистентности к глюкокортикоидам вызывает стойкое повышение артериального давления и развитие провоспалительного состояния. В результате у одиноких людей наблюдается повышенное периферическое сосудистое сопротивление, повышенное артериальное давление, быстрее развиваются атеросклеротические изменения в артериях. Хотя молекулярные механизмы, ответственные за повышенный сердечно-сосудистый риск у одиноких и социально изолированных людей, недостаточно изучены, доказано, что эти изменения способствуют увеличению риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Применяемые в настоящее время меры по борьбе с одиночеством и социальной изоляцией способны уменьшить их негативное влияние на здоровье, однако с учетом ограниченного применения их эффективность для общества в целом недостаточна. Для лучшего понимания механизмов негативного влияния одиночества и социальной изоляции на здоровье сердечно-сосудистой системы необходимы более глубокие исследования и разработки более эффективных методов вмешательств.
31-46
Фактор дифференцировки роста GDF11 как потенциальная мишень для лечения заболеваний, ассоциированных со старением
Аннотация
В статье представлен обзор литературных источников, посвященных физиологической роли и функциям некоторых белков суперсемейства TGFβ, а именно GDF11 и GDF8, а также их места в патогенезе ряда заболеваний, риск которых увеличивается с возрастом. Описано возможное терапевтическое использование указанных протеинов. Показано, что роль GDF11 в патогенезе описанных заболеваний неоднозначна. GDF11 является ранее нераспознанным регулятором ремоделирования кости, предотвращает гипертрофию миокарда, а также улучшает состояние животных с экспериментальным сахарным диабетом или нейродегенерацией. Антипролиферативное действие GDF11 также наблюдается при многих онкологических заболеваниях. Однако GDF11 может оказывать негативное влияние на метаболизм мышечной и костной ткани, что может являться ограничением для его применения при некоторых состояниях. Ввиду различий в экспрессии и функции GDF11 в сердечной, нервной, мышечной и других тканях, его разнонаправленном действии и узком терапевтическом диапазоне рекомбинантного GDF11, необходимы дальнейшие исследования для выявления оптимального спектра показаний и ограничений, дозирования и способов снижения побочного действия.
47-62
Анализ связи различных патологий со степенью мультифрактальности электрической активности мозга
Аннотация
Обзор посвящен анализу связи динамических изменений в паттернах электрической активности мозга при возникновении психических расстройств в форме параноидной шизофрении и депрессии и в паттернах активности мозга при сердечно-сосудистой патологии, связанной с фибрилляцией предсердий постоянной формы, а также показателей мультифрактальности исследуемых паттернов. Для оценки этих показателей электроэнцефалографических паттернов описаны метод мультифрактального анализа на основании поиска максимумов модулей вейвлет-коэффициентов, а для выделения в спектре мощности фрактальной компоненты паттерна – метод автоспектрального анализа с нерегулярной передискретизацией. Показано, что основные отличия мультифрактальных свойств электрической активности мозга в норме и при патологии заключаются в разной ширине спектра мультифрактальности и его расположении, связанном с различными типами последовательных значений паттернов. В связи с этим показатели мультифрактальности могут служить информативными маркерами нейрональных нарушений и могут быть включены в комплекс тестов для исследования различных патологий.
63-73
Вклад окситоцина и дофамина в формирование нейронных кластеров в неокортексе, отображающих разномодальные сенсорные стимулы
Аннотация
Унифицированный механизм формирования контрастных отображений разномодальных сенсорных стимулов в активности нейронов неокортекса предложен нами ранее. В основе контрастирования лежит разнонаправленный знак модификации эффективности сильных и слабых возбудительных входов к шипиковым клеткам стриатума (входной структуры базальных ганглиев) и последующая дофамин-зависимая реорганизации активности в параллельных цепях кора – базальные ганглии – таламус – кора. Окситоцин и дофамин (через Д1 рецепторы) могут улучшить контрастирование этих отображений, способствуя индукции длительной потенциации эффективность возбуждения нейронов коры, таламуса и гиппокампа, иннервирующих шипиковые клетки. Кроме того, окситоцин и дофамин могут улучшать контрастирование, способствуя увеличению отношения сигнал / шум в коре, гиппокампе и стриатуме. Предложен механизм увеличения отношения сигнал / шум, в основе которого лежит разнонаправленный знак длительной модификации эффективности моносинаптического возбудительного и дисинаптического тормозного входов, одновременно воздействующих на постсинаптический нейрон. Предлагаемые механизмы могут лежать в основе вклада окситоцина и дофамина в улучшение формирования и длительного поддержания активности в нейронных группах со сходными рецептивными полями, образующих колонки в первичной зрительной коре, тонотопическую карту в первичной слуховой коре, соматотопическую карту в соматосенсорной коре и распределенные кластеры в обонятельной пириформной коре. Эти механизмы отличаются от общепринятых механизмов формирования нейронных кластеров в коре со сходными рецептивными полями, базирующихся на афферентном и латеральном возбуждении и торможении, что не позволяет обеспечить специфичность и длительность эффектов. Понимание механизмов участия окситоцина и дофамина в обработке разномодальной сенсорной информации может быть полезным для разработки методов лечения некоторых нарушений социального поведения.
74-87
Генетически детерминированная возбудимость нервной системы: влияние на функции мозга и поведение
Аннотация
Изучение связей между действием генов и реализацией поведения предполагает анализ их влияния на структуру и функции нервной системы на разных уровнях ее организации, среди которых особое значение отводится основным свойствам нервных процессов, возбудительному процессу и возбудимости нервной системы. Обзор посвящен рассмотрению в историческом плане исследований, посвященных выяснению роли наследственно обусловленной возбудимости в детерминации функциональных характеристик нервной системы, влияния на мозг и поведение, вскрытию физиолого-генетических механизмов их взаимодействия с использованием моделей на животных разного филогенетического уровня.
88-104