Диссертация (1151316), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Характерно, что входе старения число астроцитов растет более выражено в гиппокампе, чем вкоре. В то же время, уровень гипертрофии астроцитов более значителен вкоре больших полушарий [335]. Следует отметить, что в этом же участкегиппокампа выявлено снижение уровня других нейроглиальных клеток –олигодендроцитов и микроглии [336]. Возрастание экспрессии ГФКБпоказано не только в гиппокампе, но и в гипоталамусе и коре большихполушарий головного мозга крыс на протяжении 1–24 месяцев развития.
Впредставленных данных различия между взрослым и стареющим мозгомнаходились в пределах 20–37% (в зависимости от отдела мозга) [337].Возрастные изменения содержания ГФКБ в ходе старения человека иживотных являются объектом исследования для многих авторов [338–340].Постепенное увеличение уровня мРНК ГФКБ в ходе старения выявлено вразличныхотделахмозгагрызунов[341].Недавнопроведенныеисследования показали, что изменение астроцитарной морфологии в мозгечеловекасвозрастом,сопровождаетсянезначительным«мягким»возрастанием экспрессии ГФКБ [342]. В отличие от доминирующего мнения52о существенном возрастании экспрессии ГФКБ в процессе старения [222,343-345].На важную роль глиальных промежуточных филаментов в процессахстарения указывают работы, подтверждающие, что уровень экспрессииГФКБ значительно выше у особей клона мышей, подверженных старению,по сравнению с устойчивыми к старению животными [346].
УвеличениеинтенсивностидеградацииподтверждаютданныепромежуточныхоповышениифиламентовсодержаниясвозрастомГФКБиегодеградированных фрагментов в стареющем мозге [347]. Показано, чтоспособность астроцитов к глиозу в молодом мозге и в мозге старых крыс взначительной мере зависит от внешних факторов [348, 349]. Возможно,глиальная активация и увеличение экспрессии ГФКБ способствуютухудшениюнейрональнойпластичностивусловияхразвитияпатогенетических нарушений [350].Кромеинтактныхидентифицированоформбелказначительное(Мm≈50количествокДа)[351–353]промежуточныхнизкомолекулярных полипептидов с молекулярной массой от 37 до 49 кДа[296, 351, 354]. Деградация ГФКБ в ходе реактивного ответа астроцитовосуществляется Са2+–зависимой протеинкиназой – кальпаином II [355, 356].Втовремя,какфосфорилированиеГФКБ,катализируемоеСа2+-кальмодулин–зависимой протеинкиназой, является наиболее вероятнымрегуляторным механизмом процесса полимеризации и деполимеризацииглиальных филаментов.
Так сайт–специфическое фосфорилирование N–концевогодоменабелкавызываетсборкуГФКБ,ачрезмерноефосфорилирование приводит к разрушению сети глиальных филаментов[357–359].Роль ГФКБ и глиальных филаментов в развитии глиоза не совсем ясна.Предполагается, что ГФКБ необходим для перманентного формированияастроцитарныхотростков.Этагипотезаподтверждаетсятем,чтоингибирование биосинтеза ГФКБ вызывает уменьшение гипертрофии53астроцитов [260], в то же время повышение содержания белка наблюдается вэкспериментальных моделях, в которых глиоз индуцировался острымиранами, криогенными повреждениями, аллергическим энцефаломиелитом,этанолом, ксилола, трихлорэтаном, дихлорметаном, триетилом олова,метилированных ртутью, колхицином, 6–гидроксидофамином, 1–метил–4–фенил–1,2,3,6–тетрагидроперидином, 3,3'–иминодипропилнитрилом [360–366]. Гиперэкспрессия ГФКБ также обнаружена и при прионовоминфицировании,болезняхскрапи(англ.–scrapie),Александера,Кройцфельда–Якоба, Альцгеймера и др.
[367–373].В настоящее время для идентификации и определения содержания ГФКБиммунохимическими методами используют два различных подхода. Первыйоснован на иммуногистохимическом исследовании срезов ткани [335, 374],второй–наопределенииГФКБметодамиколичественногоиммуноэлектрофореза или иного количественного иммунохимическогометода [375–377].Ещеоднойгруппойнейроспецифическихбелковявляютсяцитоплазматические Ca2+-связывающие протеины семейства S100, которыеотносятся к новому поколению молекулярных маркеров функциональныхнарушений нервной ткани [378].
Впервые белок S100 был идентифицированв 1965 г. B.W. Moore. Этот белок получил свое название благодарярастворимости (solubility) в насыщенном растворе сульфата аммония [379]. Внастоящее время известно более двух десятков представителей этогосемейства, два из которых (α и β) способны образовывать гомо– игетеродимеры: S100α1 – S100α18, S100β, S100G, S100P, S100Z и др. Этинебольшие нейроспецифические димерные белки, имеющие молекулярнуюмассуот10до24kDа,содержатзначительноеколичествоаминодикарбонових кислот и обладают способностью связывать кальций[380–384]. Они идентифицированны у позвоночных и относятся к группе такназываемых «EF–hand» кальций-связывающих белков, к которым кроме S100относят также кальмодулин и тропонин С [385].
Название «EF–hand» белки54получили из-за структуры участка, содержащего кальций (спираль E – петля– спираль F) [386].Известно, что S100–белки кроме Ca2+ способны связывать ионы Zn2+ иСu2+ [387]. Присоединение ионов металлов меняет пространственнуюструктуру этих белков и обеспечивает контакт с другими белками–мишенями, в число которых входит более 90 представителей. Протеинысемейства S100 имеют ярко выраженную клеточную и тканеспецифическуюэкспрессию.
Внутри- и внеклеточные функции этих белков весьмаразнообразны, среди них участие в процессах сокращения, клеточного ростаидифференциации,транскрипции,клеточнойорганизациимембран,динамики перестройки цитоскелета, защиты клеток от оксидативныхповреждений, фосфорилирования и др. [179, 180, 388–393].Белки этого семейства синтезируются преимущественно в глиальныхклеткахцентральнойнервнойсистемы.Значительнаячастьобщегоколичества S100–белков, в основном гетеродимер S100αβ, выявлена вцитоплазме астроцитов и радиальных глиальных клеток [394]. Однако ониидентифицированы и в синаптических структурах нейронов [395], где 85%этих белков существует в растворимой форме, а 15% – в мембраносвязанномсостоянии [396]. С помощью иммуноферментных и иммуногистохимическихметодов выявлено, что, кроме нервных клеток, небольшие количества S100–белков (преимущественно гомодимер S100αα) присутствуют в клеткахпоперечнополосатых мышц, печени и почек, , обнаружены и в других тканях[397].В последние годы S100–белки все чаще используют в качестве маркераповреждений мозговой ткани человека [398–401].
Однако имеются данные отом, что увеличение содержания белка может возникнуть при инсульте,церебральной ишемии, диабете второго типа, поражениях гемалитичногобарьера, в следствии нейродегенеративных заболеваний [402–409]. Учеловека и животных чрезмерную концентрацию S100-белков в коре55головного мозга связывают с нарушениями поведенческих функций ипознавательным дефицитом [410, 411].Тест количественного определения S100 (COBAS, Roche Elecsys 1010)позволяет выявить димеры S100α1β и S100ββ, которые опосредуют своиэффекты через взаимодействие с рецепторами конечных продуктовгликозилирования (receptor for advanced glycation end products – RAGE) [412].У человека нормальное содержание S100-белков, как правило, не превышает0,2 мкг/л (в сыворотке крови) и 5 мкг/л (в спинномозговой жидкости).Считают, что повышение содержания белков S100α1β и S100ββ в сывороткекрови и в спинномозговой жидкости (СМЖ) человека обусловленоактивациеймикроглии.Уровеньповышенияконцентрациибелкакоррелирует с объемом поражения мозга и тяжестью неврологическихнарушений [413–416].В некоторых научных работах имеются сведения о различнойнаправленности действия (трофической или токсической) глиальных S100–белков, зависящей от их концентрации.
В частности, наномолярныеконцентрации белка S100ββ in vitro стимулируют рост аксонов, повышаютжизнеспособность нейронов, предотвращают апоптоз. В то же времямикромолярныеконцетрациивнеклеточногоS100ββимеютпротивоположное действие: стимулируют экспрессию провоспалительныхцитокинов и индукцию апоптоза [410, 417]. Это еще раз подтверждаетполифункциональность S100–белков и его участие в различных процессахнервной ткани.2.1.3.2 Использование про- и антиоксидантных процессов дляхарактеристики состояния животныхИзучению про– и антиоксидантных процессов, вызванных хроническимлибо острым воздействием загрязнителей экосистемы и сопровождающихсяинтенсивным синтезом различных соединений кислорода, посвящено немалопубликаций [418–423].
В нормальных стационарных условиях основная часть56молекулярного кислорода под действием ферментов, катализирующихпрямые реакции между окисляемыми субстратами и О2, восстанавливаетсядо воды. Наряду с центральным процессом, реакции с участием кислородамогут приводить к образованию соединений, которые представляют собойкак радикальные, так и нерадикальные частицы и объединяются в общуюгруппу под разными названиями: реактивные соединения кислорода (РСК),активные формы кислорода (АФК), оксирадикалы (оР).
В балансе тканевогодыхания эти превращения составляют до 13% [424–426].На ранних этапах восстановления кислорода наиболее вероятнообразование таких РСК, как супероксид анион (О2•–), гидроксид анион(ОН–),гидроксипероксид(НО2–),радикалпероксирадикалы(RO2–),алкоксилрадикалы (RO–). В дальнейшем вероятно появление другихвысокоактивных соединений – пероксида водорода (Н2О2), гипохлорнойкислоты (НОСl), синглетной формы кислорода (1О2), пероксинитрила(NOO–) и др. Однако среди всех РСК ведущая роль принадлежит супероксиданиону, гидроксид аниону и пероксиду водорода [427, 428].Реактивность и другие свойства этих соединений варьируют вдостаточно широком диапазоне и зависят, главным образом, от их структуры.Например,пероксидводородаимеетзначительнуюреакционнуюспособность в водных растворах, гидроксид анион довольно быстрореагирует с органическими молекулами (К=10-8–10-10Моль∙сек), супероксиданион легко трансформируется в кислой среде:2Н+ + 2О2•– → Н2О2 + О2Процесс образования различных РСК, как правило, взаимосвязан ихарактеризуется появлением ОН• радикалов, которые имеют наиболееповреждающие свойства.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
