Диссертация (1174189), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Отсутствиеопорной и механической нагрузок запускает каскад патологическихизменений таких, как уменьшение активности опорного афферентного входа,снижение тонической активности мышц. [Григорьев и др., 2004; Fitts et al.,2010].866. ЗАКЛЮЧЕНИЕПроблема патогенеза гипогравитационного двигательного синдромаостается нерешенной несмотря на более чем полувековой опыт исследованийэффектов гипогравитации на организм млекопитающих. Воздействиеневесомости на скелетно-мышечную систему запускает ряд состояний, врезультате которых у космонавтов по возвращению на Землю регистрируетсяразличные нарушения в работе опорно-двигательного аппарата. Нарушения,выявленные в скелетной ткани после реальной и смоделированнойгипогравитации(измененияфенотипа,атрофия,снижениеработоспособности и тонуса, нарушения походки и координации движений),указывают о развитии сдвигов в механизме моторного контроля мышц. Вусловиях ОРЗК были зарегистрированы изменения со стороны как фенотипамышц, так и мотонейронов.
Морфофункциональные изменения в нейронах вусловиях ОРЗК и космического полѐта могут быть первичными или бытьопосредованы влияниями со стороны глиальных клеток. При этом рольглиального компонента и информационных межклеточных взаимодействий всистеме «нейрон – глия» в развитии гипогравитационного двигательногосиндрома остаѐтся неясной. Есть основание полагать, что изменениехарактера взаимодействий между нейронами и глией в спинном мозге пригипогравитационном двигательном синдроме приводит к нарушениюморфофункционального состояния мотонейронов, девиантного поведения,нарушению механизмов, обеспечивающих обучение или память, к развитиюнейродегенеративных расстройств, что отрицательным образом отражаетсяна состоянии человека, находящегося в условиях космического полета [Rea etal., 2016].
Данные факты послужили почвой для предположения, согласнокоторого глия поясничного отдела является немаловажным звеном впатогенезе гипогравитационного двигательного синдрома.Для исследования механизмов патогенеза данного синдрома широкоприменяется метод ОРЗК на Земле, где в качестве модельного объектаиспользуются грызуны (мыши и крысы). Благодаря этому методу, появляется87возможность изучать клеточные и молекулярно-генетические факторыразвития гипогравитационного двигательного синдрома.
Целью нашегоисследования явилось изучение реакции глиальных клеток спинного мозгамыши при развитии гипогравитационного двигательного синдрома при ОРЗКи в условиях реального космического полѐта.Полученные результаты исследования показали, что глиальные клеткипоясничного отдела спинного мозга являются одним из ключевых звеньевпатогенеза гипогравитационного двигательного синдрома. Пребываниемышей в течение 30 суток в условиях космического полѐта или при ОРЗКприводит к изменениям в популяции GFAP+-, S100B+-, GFAP+/S100B+астроцитов в поясничном утолщении спинного мозга. Эти изменения сучѐтом тесных информационных и метаболических взаимодействий всистеме «нейрон-глия».Нами установлено, что в поясничном утолщении спинного мозгамышей длительное отсутствие гравитации приводит к изменениям состороны миелинобразующих клеток, экспрессирующих специфические белкиOSP, Olig2, P0, Krox24.
Результаты уменьшения количества OSP+-, Olig2+-,P0+-, Krox24+-клеток позволяют заключить, что уменьшение опорной имеханической нагрузок на скелетные мышцы задних конечностей при ОРЗКи космическом полѐте у животных замедляет скорость проведенияпотенциала действия по аксонам нейронов, и как следствие, измененяетфункциональное состояние мышечной ткани.В условиях космического полѐта и ОРЗК в спинном мозгеувеличиваетсяколичествоIba1+-иHoxB8+-клетокмикроглии,чтосвидетельствует об ее активации при воздействии реальной и симулируемойневесомости на Земле и может неблагоприятным образом отразиться надвигательной фунуции.Результатынашегоисследованияпозволяютзаключить,чтоизменения со стороны глии под действием микрогравитации являютсяобратимыми.
Увеличение экспрессии маркеров миелинобразующих и88уменьшение количества микроглиальных клеток на 7 сутки реадаптации наЗемле после космического полѐта свидетельствует о восстановленииотклоняющихся показателей в ходе собственно космического полѐта иуказываетнапотенциальнуювозможностьдостаточнобыстройнормализации патологических отклонений в миелиновых волокнах пригипогравитационном двигательном синдроме.Неоднозначные изменения макро- и микроглиальных клеток вшейном и поясничном отделах спинного мозга мыши в условияхневесомости и симуляции еѐ на Земле могут свидетельствовать окумулятивномэффектемногихнегативныхфакторов,такихкакгипогравитация, радиация, перегрузка и стресс.
При проверке гипотезы овероятности влияния ОРЗК и космического полѐта на спинной мозг в целом,были получены результаты цитологического анализа шейного утолщенияспинного мозга, которые свидетельствуют об изменениях фенотипов макрои микроглиальных клеток. При этом в шейном утолщении эти сдвигиоднонаправленны, но менее выражены, чем в поясничном отделе спинногомозга. Выявленные сдвиги в количестве клеток в шейном утолщении приОРЗК и космическом полѐте могут быть связаны с изменением характерасократительной функции мышц. Представляется достаточно вероятным, чтов условиях, моделирующих гипогравитацию на Земле, т.е. при разгрузкезадних конечностей, происходит повышение тонуса мышц передней частитела животного, которое может быть причиной изменений в системе «нейрон– глия» в шейном утолщении спинного мозга.Таким образом, в условиях 30-суточного космического полѐтавыявленныеизменениячисленностиастроцитов,олигодендроцитов,миелинобразующих и микроглиальных клеток в поясничном утолщенииспинного мозга мыши свидетельствуют об участии глии в патогенезегипогравитационного двигательного синдрома.
Оценка вклада этих факторовв формирование нарушений локомоторной функции очень важна дляпониманиямеханизмовразвитиягипогравитационного89двигательногосиндрома,посколькуимеющиесяпрофилактикиипризываютразработкеккоррекциинасегодняшнийпатологическихвысокоэффективныхмоментсостоянийметодыкосмонавтовмероприятий.Данныепроведѐнных исследований могут быть использованы для рассмотрения глиив качестве мишени при разработке средств профилактики моторныхрасстройств при гипогравитационном двигательном синдроме в условияхдлительных космических полѐтов.907.
ВЫВОДЫ1.Пребывание мышей в течение 30 суток в условиях космическогополѐта или при опорной разгрузке задних конечностей приводит кизменениямвпопуляцииGFAP+-,S100B+-,GFAP+/S100B+-астроцитов в поясничном и шейном утолщениях спинного мозга.2.В условиях космического полѐта и при опорной разгрузке заднихконечностей сдвиги в фенотипе глиальных клеток в шейном отделеспинного мозга аналогичны сдвигам в поясничном отделе, новыражены слабее.3.В условиях космического полѐта и при опорной разгрузке заднихконечностей в поясничном утолщении спинного мозга обнаруженоуменьшениеколичествамиелинобразующихклеток,экспрессирующие OSP, Olig2, P0, Krox24.4.Увеличение экспрессии маркеров и количества миелинобразующихклеток на 7 сутки реадаптации на Земле после космического полѐтаподтверждаетдостоверностьмиелинобразующихклетоквуменьшенияходеколичествакосмическогополѐта,свидетельствует о восстановлении снижающихся показателеймиелинизациииуказываетнапотенциальнуювозможностьдостаточно быстрого устранения патологических изменений вмиелиновых волокнах при гипогравитационном двигательномсиндроме.5.В условиях космического полѐта и при опорной разгрузке заднихконечностей количество Iba1+- и HoxB8+-клеток в поясничном ишейномутолщенияхспинногомозгаувеличивается,чтосвидетельствует об активации микроглии при воздействии реальнойи симулирующей на Земле невесомости, что может быть одним изключевыхфактороввпатогенезедвигательного синдрома.91гипогравитационного8.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Андреев-Андриевский, А.А. Экспериментальные исследования намышах по программе полета биоспутника «Бион-М1» / А.А. АндреевАндриевский, Б.С. Шенкман, А.С. Попова, О.Н. Долгих, К.В. Анохин,П.Э. Солдатов, Е.А.
Ильин, В.Н. Сычев // Авиакосмическая иэкологическая медицина. – 2014. – Т. 48, №1. – С. 14–26.2. Генин, А.М. Биоэтические правила проведения исследований начеловеке и животных в авиационной, космической и морской медицине/ А.М. Генин, А.Е. Ильин, А.С. Капланский, Т.Б. Касаткина, и др. //Авиакосмическая и экологическая медицина. – 2001.
– T.4. – C.14–20.3. Григорьев,А.И.Рольопорнойафферентацииворганизациитонической мышечной системы / А.И. Григорьев, И.Б. Козловская, Б.С.Шенкман // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова.– 2004. – Т. 90, № 5. – С. 508–521.4. Ильин, Е.А., Стенд для моделирования физиологических эффектовневесомости в лабораторных экспериментах с крысами / Е.А. Ильин,В.Е. Новиков // Космическая биология. – 1980. – Т.
14, № 3. – С. 79–80.5. Исламов, Р.Р. Экспрессия холинацетилтрансферазы в мотонейронахспинного мозга крыс после антиортостатического вывешивания / Р.Р.Исламов, О.В. Тяпкина, Л.О. Ягодина, Н.Н. Ибрагимова, В.В.Валиуллин, И.Б. Козловская, Е.Е. Никольский // Доклады академиинаук. - 2007. – Т. 414, № 6. – С. 1–3.6. Исламов, Р.Р. Устойчивость к апоптозу мотонейронов спинного мозгакрыс в условиях моделирования гипогравитации / Р.Р. Исламов, О.В.Тяпкина, Г.Ф. Шаймарданова, И.Б. Козловская, Е.Е. Никольский //Доклады академии наук.
- 2008. – Т. 420, № 3. – С. 1–3.7. Исламов, Р.Р. Полногеномное исследование экспрессии генов впоясничном отделе спинного мозга мыши при моделированииэффектов невесомости / Р.Р. Исламов, А.А. Ризванов, О.В. Тяпкина,92Б.С. Шенкман, И.Б. Козловская, Е.Е. Никольский, А.И. Григорьев //Доклады Академии Наук. - 2011. – Т.439, № 3. – С. 416–420.8.
Исламов, Р.Р. Роль мотонейронов спинного мозга в механизмахразвития гипогравитационного двигательного синдрома / Р.Р. Исламов,О.В. Тяпкина, Е.Е. Никольский, И.Б. Козловская, А.И. Григорьев. //Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. – 2013а. – Т.99, № 3. – С. 281–293.9. Исламов, Р.Р. Влияние опорной разгрузки задних конечностей насостояние миелинизированных волокон в поясничном отделе спинногомозга мыши. / Р.Р. Исламов, Н.И.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
