CC BY
62
УДК 619
Калинина Д.С.1, Ганина О.Р.2, Вольнова А.Б.2, Журавин И.А.1
ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ СОСТОЯНИЯ МОЗГА: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЖИВОТНЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭПИЛЕПСИИ11
1.ИЭФБ РАН. 2. Санкт-Петербургский государственный университет, Россия,
kalinina.dana@gmail. com
Неврологические заболевания - одна из основных проблем современной медицины. Это наиболее распространенные в популяции патологии, от которых страдают сотни миллионов людей всех возрастов. Их последствия имеют очень важное социальное значение как для самого больного, так и для его окружения. Так, некоторые пациенты испытывают серьезные проблемы, вследствие которых не могут вести полноценную жизнь в социуме. Патологические состояния мозга имеют ощутимые экономические последствия с точки зрения удовлетворения потребностей в медико-санитарной помощи, преждевременной смертности или утраченных трудовых и социальных навыков.
Эпилепсия является одним из самых распространенных неврологических расстройств, поражает людей всех возрастов, и определяется как заболевание головного мозга, характеризующееся стойкой предрасположенностью к развитию эпилептических припадков, а также нейробиологическими, когнитивными, психологическими и социальными последствиями этого состояния. Встречаемость эпилепсии в детской популяции составляет 4-5% всего детского населения, в то время как эта цифра среди взрослой популяции составляет менее 1% [1]. Недавние исследования, проведенные как в развитых, так и в развивающихся странах, свидетельствуют о том, что до 70% детей и взрослых, у которых впервые диагностирована эпилепсия, можно успешно лечить (то есть полностью контролировать припадки) при помощи антиэпилептических лекарственных средств (АЭЛС). Вместе с тем три четверти людей, страдающих этим недугом в
11 1 2 2 1 Kalinina D.S. , Ganina O.R. , Volnova A.B. , Zhuravin I.A. , Brain pathology condition: research of
epilepsy by using animal models.
1 Institute Evolutionary Physiology and Biochemistry, 2 Saint Petersburg State University, Saint
Petersburg, Russia, kalinina.dana@gmail.com
развивающихся странах, не получают лечения, в котором они нуждаются. К тому же следует отметить, что во всем мире по данным ВОЗ примерно до 80% случаев эпилепсии регистрируется в развивающихся регионах [2].
Представление об этиологии эпилепсии базируется на знании целого ряда экзогенных и эндогенных факторов, которые играют определенную роль в происхождении заболевания. Выделяют три вида предрасположенности: приобретенную, врожденную и наследственную. К основным этиологическим факторам относятся пре- и перинатальные поражения нервной системы с последующими метаболическими нарушениями и дисгенезиями мозга, сосудистые заболевания, черепно-мозговая травма, опухоли мозга, дегенеративные заболевания ЦНС, инфекции, а также интоксикации. Как известно, в период пренатального и раннего постнатального онтогенеза нервная система сильнее подвержена повреждающим факторам, а, следовательно, и риску развития синхронизации нейронных разрядов [3].
Такая неоднородность этиологических факторов эпилепсии и обусловливает сложность и многогранность патогенетических механизмов эпилептогенеза, и соответственно сложность разработки эффективных при различных типах эпилепсии антиэпилептических лекарственных средств (АЭЛС).
На сегодняшний день существует множество экспериментальных моделей, разработанных для изучения механизмов эпилептогенеза и повышенной судорожной готовности - фармакологических, основанных на химическом или электрическом киндлинге, также исследования на животных, генетически предрасположенных к определенным формам эпилепсии. Например, крысы линий GAERS и WAG/Rij используются для моделирования абсансной эпилепсии, которая является весьма опасной формой, поскольку характеризуется нарушением сознания во время приступа, но при этом протекает без миоклонических судорог, а, следовательно, сложно диагностируется без специального оборудования. Сложность лечения этой формы эпилепсии обусловлена тем, что не все АЭЛС эффективны, а некоторые даже приводят к учащению приступов [4].
Наиболее изученными в настоящее время являются моногенные эпилепсии, связанные с мутациями генов, кодирующих белки ионных каналов или сопутствующие им субъединицы, или иначе говоря, с каналопатиями [5]. Для исследования таких типов эпилепсии используются модели, основанные на
свойстве фармакологических препаратов блокировать или активировать различные ионные каналы, что приводит к генерации патологической синхронизации активности нейронов и, соответственно, генерализованным или парциальным эпилептическим приступам.
Также существуют модели стрессорных воздействий, позволяющие моделировать патологическое развитие нервной системы, одним из которых является гипоксия, перенесенная в период пренатального либо перинатального онтогенеза [3]. Нарушение снабжения мозговой ткани кислородом вызывает различную степень повреждения развивающихся нейронов и зависит не только от степени кислородной недостаточности, но также и от сроков и длительности гипоксического воздействия. Наиболее повреждающей является гипоксия на ранних сроках пренатального онтогенеза, в период закладки ЦНС. Такие модели используются для исследования механизмов возникновения и развития многочисленных патологий НС, таких, например, как эпилепсия или церебральный паралич [3, 6,7]. Также в результате пре- и перинатальной гипоксии могут возникать нарушения баланса нейротрансмиттеров, что в свою очередь также ведет к судорожной готовности. В наших пилотных экспериментах выявлено изменение частотного спектра у крыс, перенесших пренатальную гипоксию.
Каждая модель позволяет изучить механизмы генерации и развития как патологической, так и нормальной синхронизации в головном мозге с различных сторон, понять структурно-функциональное взаимодействие различных областей мозга, а также провести испытания на эффективность существующих антиэпилептических препаратов и разработать новые методы лечения различных форм эпилепсии.
Литература
1. Мухин К.Ю., Петрухин А.С., Глухова Л.Ю. Эпилепсия. Атлас ЭлектроКлинический диагностики. М. Альверс Паблишинг. 2004.
2. Информационный бюллетень Всемирной организации здравоохранения №999, 2012
3. Semple Bridgette D., Blomgren Klas, Gimlin Kayleen, Ferriero Donna M., Noble-Haeusslein Linda J. Brain development in rodents and humans: Identifying benchmarks of maturation and vulnerability to injury across species. Elsevier. Progress in
Neurobiology. 1268:16. 2013.
4. Luijtelaar G., Sitnikova E. Global and focal aspects of absence epilepsy: The contribution of genetic models. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 30: 9831003. 2006.
5. Steinlein O.K. Genetic mechanisms that underlie epilepsy. Nature Reviews Neuroscience. 5(5): 400-408. 2004.
6. Журавин И.А., Дубровская Н.М., Туманова Н.Л. Постнатальное физиологическое развитие крыс после острой пренатальной гипоксии. Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. 89 (5):522-532. 2003.
7. Отеллин В.А., Хожай Л.И., Ордян Н.Э. Пренатальные стресорные воздействия и развивающийся головной мозг. СПб. Десятка. 2007.
Ключевые слова: мозг, патология, животные модели, гипоксические повреждения. Keywords: brain, pathology, animal models, hypoxic injury.
УДК 619
Козлова Д.И.,. ВасильевД.С, Журавин И.А.
ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ АМИЛОИД-ДЕГРАДИРУЮЩЕЙ ПРОТЕАЗЫ НЕПРИЛИЗИН В ТКАНИ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС, ПЕРЕНЕСШИХ ПРЕНАТАЛЬНУЮ ГИПОКСИЮ12
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург, darushka87@gmail. com
Введение. Амилоид-деградирующие ферменты (Ар-ДФ), присутствующие в ткани головного мозга, способны осуществлять протеалитическое расщепление Р-амилоидного пептида (АР) в различных его участках как in vitro, так и in vivo [1], с образованием коротких нетоксичных фрагментов, тем самым регулировать его содержание. Одним из основных Ар-ДФ является цинк-зависимая
12 Kozlova D.I., Vasiliev D.S., Zorawina I.A., The changes in the expression of different form of the neprilysin. Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry. IM Sechenov Academy of Sciences, St. Petersburg, darushkaH7@gmail.com
130
