Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 111, № 9 (2025)
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Эффект озона на кислородтранспортную функцию крови и содержание газотрансмиттеров (монооксид азота и сероводорода) у крыс
Аннотация
Озонотерапия является высокоэффективным методом реабилитации организма при различных патологиях, эффекты которой могут быть связаны с ее влиянием на механизмы транспорта кислорода крови. Цель данной работы – исследование влияния озона в различных концентрациях на кислородтранспортную функцию крови, содержание 2,3-дифосфоглицерата и аденозинтрифосфата, систему газотрансмиттеров (монооксид азота и сероводорода) у крыс. Эксперимент выполнен на белых беспородных крысах-самцах (n = 56), которых разделили на 4 группы: контрольная, получавшая внутрибрюшинно 1.0 мл 0.9%-ного раствора NaCl в течение 10 суток, и 3 опытных, которым на протяжении 10 суток осуществлялось введение 0.9%-ного раствора NaCl с концентрацией озона 1, 10 и 100 мкг/кг массы животного соответственно. Определяли показатели кислородтранспортной функции крови, содержание 2,3-дифосфоглицерата и аденозинтрифосфата, нитрат/нитритов и сероводорода. У животных, которые получали озон в концентрации 10 мкг/кг, наблюдалось увеличение РО2, SO2, Р50реал, 2,3-дифосфоглицерата, аденозинтрифосфата и газотрансмиттеров (монооксид азота и сероводорода) в сравнении с контролем. При использовании озона в минимальных и максимальных концентрациях изменения показателей кислородсвязывающих свойств крови не отмечались. Выявленный эффект озона (в дозе 10 мкг/кг) на кислородтранспортную функцию крови крыс, проявляющийся в уменьшении сродства гемоглобина к кислороду, реализуется через увеличение монооксида азота и сероводорода, способствующих росту таких модуляторов, как 2,3-дифосфоглицерат и аденозинтрифосфат.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(9):1441-1452
1441-1452
Исследование влияния хронического недосыпания и высокожировой диеты раздельно и совместно на метаболические показатели и нейроповеденческие функции у крыс
Аннотация
Среди негативных последствий хронического недосыпания важное место занимают ожирение и ассоциированные с ним метаболические и нейроповеденческие расстройства. Хроническое недосыпание приводит к повышению аппетита, предпочтению высококалорийной пищи, что провоцирует риск развития ожирения. Причинно-следственные связи между короткой продолжительностью сна и патофизиологией ожирения, а также последствия сочетанного воздействия этих факторов на организм остаются малоизученными. Цель работы состояла в сравнительном исследовании влияния ограничения сна (ОС) и ожирения, индуцированного высокожировой диетой (ВЖД), в отдельности и совместно на метаболические показатели и нейроповеденческие функции у крыс. В работе использована модель хронического ОС (3 ч депривации сна на качающейся платформе и 1 ч покоя в течение 5 дней) и ВЖД (8 недель) у самцов крыс популяции Вистар. Контрольные животные получали стандартный сухой корм. Установлено, что ОС приводит к приросту массы тела и жировой ткани и нарушению толерантности к глюкозе, причем при сочетании ОС и ВЖД спектр метаболических и гормональных нарушений расширяется, в том числе снижается инсулиновая чувствительность, на что указывает повышение уровня инсулина и индекса инсулиновой резистентности. Нами впервые продемонстрировано, что при сочетании ОС с ВЖД также нарушаются нейрокогнитивные показатели, в частности рабочая память, о чем свидетельствует уменьшение спонтанного чередования в тесте Y-образный лабиринт, в то время как в группах только с ОС или ВЖД эти показатели не менялись. Выяснено, что нарушение рабочей памяти в группе ОС+ВЖД может быть связано с дисрегуляцией дофаминергической системы в префронтальной коре головного мозга. Сочетанное воздействие ОС и ВЖД может рассматриваться как значимый фактор повышения рисков для развития метаболических расстройств и когнитивного дефицита.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(9):1453-1471
1453-1471
Постуральные синергии верхней конечности, обеспечивающие выполнение задачи сохранения равновесного положения предмета в руке
Аннотация
В статье представлен анализ постуральных и мышечных синергий, задействуемых при реализации двигательных задач по сохранению равновесного положения предмета в руке во время ходьбы. Во время передвижения регистрировали электромиограммы поверхностных мышц верхних конечностей и осуществляли видеозахват движений сегментов тела. Из зарегистрированных сигналов извлекали параметры синергий с помощью факторного анализа и метода главных компонент. Проверяли предположение о направленности мышечных синергий на стабилизацию важных для успешной реализации двигательной задачи траекторий сегментов верхней конечности. Установлена общая постуральная синергия, задействуемая для различных двигательных задач, а также синергии более высокого порядка, осуществляющие тонкую корректировку позы во время передвижения. Выявлены четыре мышечные синергии, принимающие участие в управлении движениями верхней конечности, две из которых основные. Они связаны с компенсацией нарушений равновесного положения, вызываемых моментами постановки ноги на опору, активного разгибания нижней конечности в коленном и голеностопном суставах. Пространственная организация мышечных синергий показывает индивидуальные стратегии задействования мышц в их структуре, несмотря на то, что возмущающими факторами, действующими на стабилизирующую систему, выступают одни и те же моменты. Мышечные синергии активируются в моменты наибольшего возмущающего воздействия на позу и направлены на стабилизацию суставных углов и траекторий движений сегментов верхней конечности.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(9):1472-1488
1472-1488
Реакция резидентных макрофагов и нейтрофилов эндоневрия на травму седалищного нерва крысы и трансплантацию МСК
Аннотация
Целью настоящей работы явилось изучение распределения резидентных макрофагов и нейтрофилов в эндоневрии седалищного нерва крысы в ранние сроки после травмы и субпериневрального введения суспензии мезенхимных стволовых клеток. Для выяснения реакции резидентных макрофагов и нейтрофилов на механическое повреждение периферических нервных проводников была использована экспериментальная модель травмы седалищного нерва крысы путем наложения лигатуры (в течение 40 с) с применением клеточной терапии. Для идентификации макрофагов эндоневрия применяли иммуногистохимическую реакцию на кальций-связывающий белок Iba-1, маркер мононуклеарных фагоцитов. Нейтрофилы исследовали на препаратах, окрашенных гематоксилином-эозином и толуидиновым синим. Установлено, что активация резидентных макрофагов в эндоневрии седалищного нерва крысы осуществляется уже через 1 ч после травмы, на несколько часов раньше, чем в эндоневрий мигрируют из кровеносных сосудов нейтрофилы. Это свидетельствует о том, что резидентные макрофаги первыми реагируют на повреждение и стимулируют развитие процессов валлеровской дегенерации. Показано, что применение субпериневральной трансплантации мезенхимных стволовых клеток приводит к снижению активации резидентных макрофагов и уменьшению количества мигрирующих в эндоневрий поврежденного нерва нейтрофилов. Возможные причины установленных фактов обсуждаются.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(9):1489-1500
1489-1500
Гипоксическое прекондиционирование уменьшает образование церамида, уровень TNFα и экспрессию TNFR1 в мозге крыс в острый период церебральной ишемии
Аннотация
Цель работы – изучить изменения содержания церамида, основных ферментов, участвующих в его биосинтезе, а также уровень TNFα и экспрессию его рецептора TNFR1 в мозге крыс в условиях острой ишемии головного мозга (ОИГМ) и гипоксического прекондиционирования (ГП); оценить взаимосвязь данных факторов с выживаемостью животных и неврологическим дефицитом. Эксперименты выполнены на 37 самцах белых нелинейных крыс массой 180–230 г. ОИГМ получена методом необратимой перевязки левой общей сонной артерии с параллельной обратимой перевязкой правой общей сонной артерии. Животные были разделены на 3 группы: 1-я группа – ложнооперированные, 2-я – крысы с ОИГМ, 3-я – животные с ОИГМ и ГП. На 3-й день наблюдения проводили оценку неврологического дефицита по шкале Гарсиа; с помощью иммунофлуоресцентной микроскопии оценивали изменения уровней TNFα и TNFR1, церамида, серинпальмитоилтрансферазы, церамидсинтазы, кислой и нейтральной сфингомиелиназ. ОИГМ приводила к усилению образования церамида в мозге с повышением уровня всех исследуемых ферментов, а также сопровождалась повышением количества TNFα и экспрессии TNFR1. ГП способствовало ослаблению данных эффектов: предотвращалось повышение уровней церамида и сфингомиелиназ, TNFα и TNFR1, неврологический дефицит становился менее выраженным, а выживаемость животных повышалась по сравнению с ОИГМ. Таким образом, ГП показало свою эффективность в качестве метода, позволяющего уменьшить степень неврологических нарушений и повысить выживаемость экспериментальных животных, частично предотвратить изменения провоспалительных факторов и уровня церамида за счет снижения основных ферментов его синтеза.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(9):1501-1511
1501-1511
Особенности реакции на введение конвульсанта пентилентетразола у крыс с литий-пилокарпиновой моделью височной эпилепсии
Аннотация
Эпилепсия – тяжелое неврологическое заболевание, при этом 30% пациентов резистентны к терапии. Литий-пилокарпиновая модель височной эпилепсии (TLE) у крыс воспроизводит ключевые особенности болезни, однако длительный мониторинг спонтанных судорог трудоемок, что требует поиска дополнительных маркеров эпилептогенеза. В клинике электроэнцефалограмма (ЭЭГ), особенно анализ интериктальных эпилептиформных паттернов, играет ключевую роль в диагностике эпилепсии. Провокационные пробы (депривация сна, фотостимуляция и др.) повышают выявляемость патологических паттернов. В эксперименте аналогичный эффект могут дать низкие дозы конвульсантов, например пентилентетразола (ПТЗ), однако такие методы применяются редко. Цель работы – изучить влияние низких доз ПТЗ на эпилептиформную активность в литий-пилокарпиновой модели TLE у крыс и сравнить этот метод с методом максимального электрошока (МЭШ). Модель TLE индуцировали у самцов крыс Вистар (эксперимент – пилокарпин после LiCl; контроль – физраствор). Через 6 месяцев после развития спонтанных рецидивирующих судорог на поверхность черепа устанавливали ЭЭГ-электроды. Регистрацию ЭЭГ проводили в два этапа: в фоне и после введения ПТЗ (40 мг/кг). Через 3 недели оценивали судорожную готовность с помощью МЭШ. Показано, что при фоновой регистрации ЭЭГ различия между группами отсутствуют. При введении ПТЗ выявлено четкое различие между группами: у контрольных крыс преобладали регулярные вспышки высокоамплитудных острых волн (4–8 Гц), у крыс с моделью эпилепсии доминировали одиночные интериктальные спайки и спайк-волны. При этом при проведении теста максимального электрошока контрольные и экспериментальные крысы не различались по пороговым значениям тока, необходимого для экстензии задних конечностей. Таким образом, провокационная проба с применением низких доз ПТЗ представляет собой высокочувствительный метод выявления эпилептиформной активности в модели TLE, превосходящий по информативности МЭШ-тестирование. Полученные результаты подтверждают перспективность данного подхода для доклинических исследований.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(9):1512-1525
1512-1525
Особенности длинозависимых изменений кальциевого перехода в миокарде желудочка крыс разного возраста
Аннотация
Проблеме сердечно-сосудистой регуляции при старении уделяется недостаточно внимания, несмотря на высокую социальную значимость. Общность патогенеза нарушений сердечно-сосудистой регуляции у экспериментальных животных и у пожилых людей делает актуальным изучение механизмов регуляции сократимости миокарда в сравнительном эксперименте на лабораторных животных разного возраста. Для определения особенностей изменения длинозависимых механизмов регуляции сократимости здорового миокарда при старении были оценены характеристики механической и электрической активности и кинетики внутриклеточной концентрации ионов кальция (кальциевый переход или СаТ) в одиночных сокращениях миокарда правого желудочка групп молодых (1 месяц) и старых (2.5 года) крыс. Эксперименты проведены на трабекулах правого желудочка сердец самцов крыс стока Wistar. В изометрическом режиме сокращения при разной степени растяжения были зарегистрированы показатели механического напряжения, СаТ и трансмембранных потенциалов действия (ПД). Экспериментально установлено, что миокард старых животных характеризуется меньшей амплитудой изометрического напряжения, меньшей величиной скорости развития изометрического напряжения, более длительным ПД по сравнению с молодыми животными. Впервые установлены возрастные особенности длинозависимых изменений при суперпозиции кривых СаТ, полученных на разных преднагрузках миокарда желудочка. У старых животных длительность спада СаТ на уровне 30% его амплитуды значительно больше, чем у молодых. Методом разности кривых кальциевых переходов показано влияние преднагрузки на кинетику ионов кальция в кардиомиоцитах многоклеточных полосок миокарда желудочка крыс разного возраста. Так, относительная величина амплитуды и площади сегмента III кривых разностей СаТ значительно больше у молодых животных по сравнению со старыми.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(9):1526-1544
1526-1544
Кратковременная перинатальная гипоксия не оказывает влияния на функционирование артерий скелетных мышц у крыс во взрослом возрасте
Аннотация
Перинатальная гипоксия является одной из часто встречаемых патологий в раннем онтогенезе, что может оказывать программирующее влияние на функционирование сосудистой системы. Последнее было показано для легочных артерий, а также в единичных исследованиях на системных артериях. Однако отсутствуют данные об отставленном влиянии перинатальной гипоксии на функционирование гемодинамически значимого сосудистого региона скелетных мышц. В связи с этим целью данной работы стало исследование отставленных влияний однократной нормобарической гипоксии в раннем онтогенезе на функционирование артерий скелетных мышц во взрослом возрасте. В работе моделировали нормобарическую гипоксию (8% О2) в течение 2 ч у 2-дневных самцов крыс, после чего их доращивали до взрослого возраста (11–12 недель) и оценивали функциональную активность артерий икроножной мышцы, а также уровень систолического артериального давления. Сократительные ответы артерий икроножной мышцы на агонист α1-адренорецепторов, реакции эндотелий-зависимого расслабления артерий на ацетилхолин и эндотелий-независимого расслабления на донор NO не различались между группами “Гипоксия” и “Контроль”. Антиконстрикторное влияние NO и Са2+-активируемых калиевых каналов большой проводимости, а также проконстрикторное влияние Rho-киназы в артериях не были изменены у крыс, перенесших перинатальную гипоксию. Уровни систолического артериального давления не различались между группами. Таким образом, согласно представленным в данной работе результатам, кратковременная нормобарическая перинатальная гипоксия не приводит к отставленным изменениям в регуляции тонуса артерий икроножной мышцы и уровня артериального давления у крыс во взрослом возрасте.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(9):1545-1557
1545-1557
Регуляция внутриклеточного кальция при высокочастотной ритмической стимуляции двигательного нервного окончания лягушки
Аннотация
В физиологических условиях химические синапсы, включая нервно-мышечные соединения, работают ритмически с разной частотой в зависимости от функционального типа мышц и состояния синаптического аппарата. Ионы кальция (Ca2+), входящие в аксоплазму через потенциал-зависимые Ca2+-каналы во время каждого потенциала действия, активируют экзоцитоз синаптических везикул и играют ключевую роль в модуляции секреторного процесса. Существенный вклад в динамику внутриклеточного Ca2+ может вносить эндоплазматический ретикулум (ЭР), способный высвобождать ионы Ca2+ посредством Ca2+-зависимого освобождения. Для отслеживания изменений внутриклеточного Ca2+ применяются методы оптической регистрации с использованием Ca2+-чувствительных флуоресцентных красителей. Особое внимание при такой оценке необходимо уделять характеристикам связывания красителя с ионами Ca2+, а именно их аффинности, поскольку степень насыщения красителя влияет на параметры Ca2+-ответа. В данном исследовании для анализа изменений внутриклеточного содержания ионов Ca2+ в нервно-мышечном синапсе кожно-грудинной мышцы лягушки (m. cutaneus pectoris) при ритмической стимуляции был использован низкоаффинный краситель Magnesium Green, который позволяет корректно оценивать Ca2+-сигналы. При увеличении частоты стимуляции двигательного нерва плавное нарастание Ca2+-ответа при частоте стимуляции 20 Гц сменялось двухфазным увеличением при 50 Гц и резким ростом при 70 Гц. Это свидетельствует о включении дополнительных источников Ca2+, каковым может быть ЭР. Блокирование рианодиновых и инозитольных рецепторов устраняло возрастание Ca2+-ответа при повышенных частотах стимуляции нерва. Блокирование кальциевых АТФаз ЭР (SERCA) приводило к резкому увеличению Ca2+-ответа и устраняло его многофазность. Установлено, что изменение Ca2+-транзиента отражает накопление внутриклеточного Ca2+ в аксоплазме и зависит от активности SERCA, рианодиновых и инозитольных рецепторов. Применение никоаффинного флуоресцентного Ca2+-красителя дает возможность отслеживать включение этих систем в формирование внутриклеточного содержания основных ионов, определяющих процесс нейросекреции.
Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2025;111(9):1558-1575
1558-1575
Статьи
1576-1578