Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Медицинские науки
Кардиология

Диссертационная работа:

Хоменко Инна Петровна. Адаптационная защита мозга от оксидативного повреждения при экспериментальной модели болезни Альцгеймера : Дис. ... канд. биол. наук : 14.00.16 Москва, 2006 141 с. РГБ ОД, 61:06-3/986

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 5

ВВЕДЕНИЕ 7

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 12

1.1. Болезнь Альцгеймера и медикаментозная терапия 13

1.2. Нейротоксические механизмы действия Р-амилоидного
пептида: накопление свободных радикалов, изменение
кальциевого гомеостаза и воспалительный ответ 21

  1. Накопление свободных радикалов 23

  2. Изменение кальциевого гомеостаза 25

  3. Воспалительный ответ 26

  4. Активация сигнальных путей 27

1.3. Белки теплового шока и их роль в защите мозга от
нейродегенерации 27

1.4. Адаптация к факторам среды и перспективы
немедикаментозной терапии и профилактика БА 34

1.4.1. Адаптация к гипоксии 42

1.4.2. Прекондиционирование и адаптация к оксидативному
стрессу 45

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 48

2.1. Эксперименты на животных 50

  1. Адаптация к периодической гипобарической гипоксии 51

  2. Моделирование нейродегенеративного процесса 52

  3. Поведенческие тесты 53

2.1.3.1.Условный рефлекс пассивного избегания

(УРПИ) 53

  1. Тест экстраполяционного избавления (ТЭИ) 55

  2. Тест "открытое поле" 55

2.1.4. Забор и хранение тканей отделов мозга 56

2.1.5.0пределение содержания вторичных продуктов

перекисного окисления липидов в гомогенатах структур
головного мозга крыс 56

2.2. Эксперименты на культуре клеток 58

2,2.1. Процедура выращивания и пересадки клеток 58

2.2.2.Повреждение клеток оксидативным стрессом и измерение

их метаболической активности (МТТ-тест) 59

2.2.3. Адаптация клеток к неповреждающим воздействиям

«

оксидативного стресса 60

2.2.4.0ценка содержания белков теплового шока (Вестерн-блот

анализ) 61

2.2.5. Ингибирование синтеза белков теплового шока 63

2.3. Статистическая обработка данных 64

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ
ОБСУЖДЕНИЕ
65

3.1. Адаптация к гипоксии предупреждает нарушение когнитивных

функций, вызванное введением (3-амилоида, у крыс линии
Вистар 65

  1. Адаптация к гипоксии ограничивает оксидативный стресс в гиппокампе, вызванный введением Р-амилоида, у крыс линии Вистар 69

  2. Различия в устойчивости крыс Вистар и Август к нейродегенеративному повреждению мозга 70

  3. Прекондиционирование и адаптация к Н2О2 защищают изолированные нейроны от гибели, вызванной последующим воздействием оксидативного стресса 74

3.5. Белки теплового шока вовлечены в адаптационную защиту

нейронов от оксидативного повреждения 94

3.6. Ингибитор синтеза белков теплового шока, кверцетин,
устраняет защитный эффект адаптации нейронов к Н2О2 98

3.7. Обсуждение результатов 100

ВЫВОДЫ 112

ЛИТЕРАТУРА 114

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БА - болезнь Альцгеймера

HSPs - белки теплового шока

N0 - оксид азота

Ар - р-амилоид

NFT - т-насыщенные нейрофибриллярные клубки

Таи - тау-протеин

FAD - семейная болезнь Альцгеймера

PS1 - пресенилин-1

PS2 - пресенилин-2

АРР - белок амилоидного предшественника

АроЕ є4 - аполипопротеин Е (аллель Е4)

IL — интерлейкин

TNFa - фактора некроза опухоли-а

TNFp - фактора некроза опухоли-Р

СМЖ - спинномозговая жидкость

NMDA - М-метил-Б-аспартат

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

Н202 - перекись водорода

RAGE - рецептор конечных продуктов усиленного гликозилирования

2-scavenger receptor - рецептор-ловушка свободных радикалов

НАД-оксидаза - никотинамид аденин динуклеотид оксидаза

МАРК - митоген- активируемая протеин киназа

cdk-5 - циклин-зависимая киназа-5

JNK - c-Jun NH2- терминальная киназа

HSF1 - фактор транскрипции

AIF - апоптоз-индуцирующий фактор

iNOS - индуцибельная NO-синтаза

nNOS - нейрональная NO-синтаза

eNOS - эндотелиальная NO-синтаза

ДО - диетическое ограничение

BDNF - brain-derived neurotrophic factor - нейротрофический фактор мозга

ДВП - долговременная потенциация

HIF-1 - фактор транскрипции, индуцируемый гипоксией-1

ТБК - тиобарбитуровая кислота

NF-kB - транскрипционный фактор кВ

IKKa - комплекс каталитической субъединицы I-kappaB-киназы [ІКК]

клетки PC 12 - клетки феохромоцитомы

яДНК - ядерная ДНК

мДНК - митохондриальная ДНК

RPE cells - культура пигментных клеток эпителия сетчатки человека

ЦНС - центральная нервная система

НТ22 клетки - линия иммортализованных нейронов гиппокампа мыши

ТБКРП - продукты, реагирующие с 2-тиобарбитуровой кислотой

УРПИ - условный рефлекс пассивного избегания

ТЭИ - тест экстраполяционного избавления (подныривание)

ПОЛ - перекисное окисление липидов

МДА - малоновый диальдегид

МТТ - 3,4-5 диметилтиазол-2-ил-2,5-дифенилтетразолия (МТТ) бромид

ДСН - додецилсульфат натрия

Вс1-2 - антиапоптотический белок

Введение к работе:

Актуальность исследования

Старение является главным фактором риска нейродегенеративных нарушений, таких как болезнь Альцгеймера (БА), Паркинсона, и число людей с этими тяжелыми состояниями быстро увеличивается. БА представляет собой главную причину слабоумия и поражает некоторых людей уже в сорока- и пятидесятилетнем возрасте со всем специфическим сочетанием клинических и патологических признаков. Это заболевание убивает сотни тысяч человек в год (Вуртман, 1985; Reiman et al., 2004). По приблизительным оценкам демографического прогноза Организации Объединенных Наций, число людей старше 80 лет в 2050 году приблизится к 370 млн (Suh, Checler, 2002). В настоящее время известно, что 50% людей старше 85 лет страдают болезнью Альцгеймера. Следовательно, если данная статистика верна, то менее чем через 50 лет свышеЮО миллионов человек во всем мире будут поражены слабоумием и потребуют огромных затрат на лечение и уход (Suh, Checler, 2002; Di et al., 2005).

Это заболевание, впервые описанное немецким невропатологом Алоисом Альцгеймером в 1906 г. и названное его именем, по-прежнему является неразгаданной загадкой, поскольку до сих пор неизвестны средства, способные остановить безжалостное течение этой болезни. Различные фармацевтические препараты, применяемые для профилактики и лечения БА, как правило, обладают весьма ограниченными возможностями и большим количеством побочных эффектов. Поэтому серьезное внимание в настоящее время уделяется средствам, которые могли бы повысить адаптивный потенциал и мобилизовать защитные системы организма. Вместе с тем сейчас становится все более очевидным, что долгое время после начала БА ее развитие сдерживается эндогенными системами защиты мозга, которые включают антиоксидантную систему, систему белков теплового шока (HSPs), оксида азота (NO) и другие

так называемые стресс-лимитирующие системы (Meerson, 1984; Malyshev, Manukhina, 1999; Манухина, Малышев, 2000).

Таким образом, факторы, активирующие эндогенные защитные системы, могут оказывать нейропротекторное действие. Эффективным альтернативным способом стимулирования эндогенной защиты организма, которое может составить альтернативу медикаментозной терапии, является адаптация организма к умеренному, дозированному воздействию факторов окружающей среды, таких как гипоксия, стресс, тепло, физическая нагрузка и т.д. (Меерсон и др. 1993 а). Известно, что ключевая роль в формировании адаптационной защиты принадлежит активации синтеза стресс-белков (HSPs), которые в настоящее время считаются важным компонентом внутриклеточной протекторной системы, обладающей адаптогенными, антиоксидантными, цитопротекторными и антиапоптотическими свойствами (Манухина, Малышев, 2000; Malyshev, Manukhina, 1999; Meerson et al., 1992).

В соответствии с вышеизложенным, цель настоящего исследования состояла в изучении возможности нефармакологической адаптационной защиты мозга и определении роли HSPs в эндогенных нейропротекторных механизмах, формирующихся на уровне клеток и целого организма.

В рамках поставленной цели решались следующие основные задачи:

  1. Оценить возможность предупреждения нарушений когнитивных функций у животных (крыс линии Вистар) с помощью адаптации к гипоксии на экспериментальной модели болезни Альцгеймера.

  2. Оценить возможность ограничения индукции оксидативного стресса в гиппокампе крыс линии Вистар с помощью адаптации к гипоксии.

  3. Сопоставить устойчивость к нейродегенеративному повреждению мозга у крыс линий Август и Вистар, обладающих различной врожденной устойчивостью к острому стрессу.

  4. Оценить возможность адаптационной защиты нервных клеток гиппокампа мыши НТ22 в культуре от гибели, вызванной оксидативным стрессом.

5. Изучить возможную роль HSPs в нейропротекторном эффекте адаптации in vitro.

Научная новизна исследования определяется следующими основными результатами.

Впервые продемонстрирована возможность предупреждения и/или ограничения нейродегенеративного повреждения нейронов мозга и сопутствующих поведенческих нарушений у крыс Вистар с помощью предварительной адаптации к гипоксии.

В экспериментах in vivo впервые установлено, что один из механизмов защитного действия адаптации к гипоксии на когнитивную функцию может быть связан с ограничением оксидативного стресса в гиппокампе.

Впервые показано, что крысы линий Август и Вистар, обладающие разной врожденной устойчивостью к острому стрессу (Пшенникова и др., 1999; Пшенникова и др., 1996), различаются также по устойчивости к нейродегенеративному процессу по показателям поведенческих реакций и по уровню интенсивности свободнорадикального окисления в структурах мозга.

Разработана модель дозированной адаптации культуры нейронов гиппокампа к неповреждающему оксидативному стрессу, обладающая защитным эффектом. Таким образом, впервые установлено, что адаптационная защита может формироваться на уровне изолированных нервных клеток в отсутствие нейрогуморальных факторов.

Впервые установлено, что один из механизмов адаптации нейронов гиппокампа к неповреждающему оксидативному стрессу связан с увеличением синтеза HSP70.

Теоретическое значение работы определяется тем, что в ней доказана возможность адаптационной защиты мозга и ограничения поведенческих нарушений у крыс при экспериментальной болезни Альцгеймера; показано, что

устойчивость к нейродегенеративным повреждениям мозга в значительной степени определяется врожденной активностью защитных стресс-лимитирующих систем; доказана возможность формирования адаптации на клеточном уровне в отсутствие нейрогуморальных факторов; раскрыта роль HSPs в защитных эффектах адаптации на клеточном уровне.

Практическое значение работы состоит в том, что результаты работы
позволяют обосновать новые подходы для немедикаментозного

предупреждения болезни Альцгеймера и нейродегенеративных расстройств. Это в перспективе может обеспечить существенный прогресс в клинике болезни Альцгеймера и других тяжелых заболеваний человека, связанных с нейродегенеративными повреждениями головного мозга.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Адаптация организма к гипоксии предупреждает нарушение когнитивных функций у крыс Вистар, вызванное введением Ар, и ограничивает оксидативный стресс, индуцированный в гиппокампе.

  2. Крысы линии Август, обладающие повышенной врожденной устойчивостью к острому стрессу, по сравнению с крысами линии Вистар, более устойчивы к развитию нейродегенеративного процесса, вызванного введением Ар.

  3. Адаптационная защита от оксидативного стресса может формироваться на клеточном уровне в отсутствие нейрогуморальных влияний.

  4. Стресс-белки HSP70 вовлечены в формирование адаптационной защиты на клеточном уровне.

Апробация работы

Основные результаты работы доложены на Международной конференции по болезни Альцгеймера (Cold Spring Harbor Laboratory, США, 2002), V международной конференции "Hypoxia in Medicine" (Инсбрук, Австрия, 2003),

Международной конференции "Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека" (Смоленск, 2003), XIX съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Екатеринбург, 2004), III Российском конгрессе по патофизиологии (Москва, 2004), научной конференции "Нейрохимия: фундаментальные и прикладные аспекты" (Москва, 2005), 4-ой Национальной научно-практической конференции с международным участием "Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека" (Смоленск, 2005), 4-ой Российской конференции с международным участием "Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция" (Москва, 2005). На III Российском конгрессе по патофизиологии (Москва, 2004) был получен диплом за лучшую научную работу "Конкурса молодых ученых".

Подобные работы
Самойлова Анна Владимировна
Состояние слизеобразующей функции желудка, как фактора защиты у больных язвенной болезнью желудка, ассоциированной с Helicobacter pylori
Векленко Галина Викторовна
Временная организация функции внешнего дыхания, гемодинамики и возможности ее коррекции традиционной, небулайзерной терапией и антиоксидантной защитой у больных хронической обструктивной болезнью легк
Федорова Анастасия Вениаминовна
Аллергия, состояние противоинфекционной защиты и оптимизация лечения у больных бронхиальной астмой и хронической обструктивной болезнью легких [Электронный ресурс]
Винокурова Татьяна Юрьевна
Влияние повреждений головного мозга на количественное соотношение и функциональную активность лейкоцитов периферической крови
Шапкин Юрий Григорьевич
Исследование механизмов ишемической деполяризации при локальном компрессионном повреждении коры головного мозга на фоне действия нейротропных препаратов [Электронный ресурс]
Шакова Фатимат Мухамедовна
Нарушения поведения при локальном ишемическом повреждении коры головного мозга крыс; фармакологическая коррекция
Цаплина Анна Павловна
Нейрофармакологическое изучение оригинального ноотропного и нейропротективного дипептида ноопепт на моделях болезни Альцгеймера
Мурадов Жохонгир Мамадалиевич
Трансплантация стволовых клеток костного мозга в модели травматической болезни спинного мозга. Экспериментальное исследование
Шеметова Галина Николаевна
Медико-социальное значение болезней костно-мышечной системы и соединительной ткани в здоровье населения и организационная модель профилактической артрологии
Клубова Елена Борисовна
Отношение к болезни и механизмы психологической защиты у больных алкоголизмом

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net