CC BY
6© Коллектив авторов, 2021 https://doi.org/10.29296/24999490-2021-05-01
ВЛИЯНИЕ ПОСТИШЕМИЧЕСКИХ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА КЛЕТОЧНЫЕ АНСАМБЛИ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПРИ ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ГИПОПЕРФУЗИИ
В.В. Криштоп1, Т.А. Румянцева2, В.Г. Никонорова3
1ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет ИТМО», Российская Федерация, 191024, Санкт-Петербург, Ломоносова, д. 9; 2ФГБОУ ВО «Ярославский государственный медицинский университет», Российская Федерация, 153000, Ярославль, Революционная улица, д. 5; 3ФГБОУ ВО «Ивановская государственная сельскохозяйственная академия им. Д.К. Беляева», Российская Федерация, 153012, Иваново, ул. Советская, д. 45 E-mail: chrishtop@scamt-itmo.ru
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Криштоп Владимир Владимирович — кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник. Университет ИТМО. Тел.: +7(996) 918-83-95. E-mail: chrishtop@scamt-itmo.ru. ORCID: 0000-0002-9267-5800
Румянцева Татьяна Анатольевна — доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой анатомии. ФГБОУ ВО Ярославский государственный медицинский университет. Тел.: +7 (906) 527-76-12. E-mail: rum-yar@mail.ru. ORCID: 00000002-8035-4065
Никонорова Варвара Геннадьевна — младший научный сотрудник. ФГБОУ ВО Ивановская государственная сельскохозяйственная академия им. Д.К. Беляева. Тел.: +7(920) 347-43-83. E-mail: bgnikon@gmail.com. ORCID: 0000-0001-9453-4262
Церебральная гипоперфузия лежит в основе широкого ряда заболеваний: инсульта, болезни Альцгеймера, травмы головного мозга и др. Сосудистая деменция, являющаяся эквивалентом церебральной гипоперфузии — одно из наиболее распространенных когнитивных расстройств у пожилых людей после болезни Альцгеймера. Физическая нагрузка является неотъемлемым компонентом реабилитационных мероприятий при ишемическом инсульте и сосудистой деменции — широко распространенных, социально важных заболеваниях. Цель обзора — обобщить современные данные о клеточных механизмах, лежащих в основе влияния физических нагрузок вне парадигмы обогащенной среды, при экспериментальной церебральной гипоксии. Материалами послужили результаты соответствующих исследований отечественных и зарубежных авторов и собственные опубликованные данные за последние 30лет, с 1990 по 2020 г. В статье обобщены современные данные, демонстрирующие влияние физической нагрузки при церебральной гипоперфузии преимущественно в хроническую фазу модели двусторонней окклюзии общих сонных артерий, как адекватной модели церебральной гипоперфузии. Рассмотрены следующие мишени физической нагрузки: нейрогенез, нейрональный апоптоз, нейротрофины, BDNF, IGF-I, VEGF, синап-тофизин, NO-опосредованные эффекты, оксидантный стресс, ангиогенез, цереброваскулярную реактивность, структуры гематоэнцефалического барьера, эндотелий, лейкоциты острой фазы воспаления, астроциты, олигодендроглиоциты, фенотип микроглии.
Ключевые слова: церебральная гипоперфузия, физическая нагрузка, нейрональная пластичность, цереброваскулярная пластичность, гематоэнцефалический барьер
INFLUENCE OF POST-ISCHEMIC PHYSICAL LOADS ON BRAIN CELL ASSEMBLIES IN CEREBRAL HYPOPERFUSION V.V. Chrishtop1, T.A. Rumyantseva2, V.G. Nikonorova3
1ITMO University, Lomonosova Str., 9, St. Petersburg, Russian Federation, 191024;
Yaroslavl State Medical University, Revolyutsionnaya Str., 5, Yaroslavl, Russian Federation, 153000;
3Ivanovo State Agricultural Academy named after D.K. Belyaev, Sovetskaya St., 45, Ivanovo, Russian Federation, 153012
E-mail: chrishtop@scamt-itmo.ru
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Chrishtop Vladimir Vladimirovich — Cand. honey. Sci., Senior Researcher. ITMO University. Те1: +7 (996) 918-83-95. E-mail: chrishtop@scamt-itmo.ru. ORCID: 0000-0002-9267-5800
Rumyantseva Tatyana Anatolyevna — Dr. honey. Sci., Professor, Head of the Department of Anatomy. Yaroslavl State Medical University. Те. +7(906) 527-76-12. E-mail: rum-yar@mail.ru. ORCID: 0000-0002-8035-4065
Nikonorova Varvara Gennadievna — Junior Research Fellow. Ivanovo State Agricultural Academy named after D.K. Belyaev. Те1: +7(920) 347-43-83. E-mail: bgnikon@gmail.com. ORCID: 0000-0001-9453-4262
A wide range of diseases: stroke, Alzheimer's disease, brain injury, etc., is based on cerebral hypoperfusion. Vascular dementia, which is the equivalent of cerebral hypoperfusion, is one of the most common cognitive disorders in older people following Alzheimer's disease. Physical activity is an integral component of rehabilitation measures for ischemic stroke and vascular dementia — widespread, socially essential diseases. The aim of the review is to summarize current data on the cellular mechanisms that underlie the brain effects of physical activity outside the paradigm of an enriched environment in experimental cerebral hypoxia. The materials were the results of relevant studies by domestic and foreign authors and their own published data over the past 30 years, from 1990 to 2020. The article summarizes current data demonstrating the effect of physical activity during cerebral hypoperfusion, mainly during the chronic phase of the bilateral occlusion model of common carotid arteries as an adequate model of cerebral hypoperfusion. The following physical activity targets were considered: neurogenesis, neuronal apoptosis, neurotrophins, BDNF, IGF-I, VEGF, synaptophysin, NO-mediated effects, oxidative stress, angiogenesis, cerebrovascular reactivity, structures of the blood-brain barrier, endothelial phase, leukemia, astrocytes, oligodenrogliocytes, microglia phenotype.
Key words: cerebral hypoperfusion, physical activity, neuronal plasticity, cerebrovascular plasticity, blood-brain barrier
ВВЕДЕНИЕ
Многочисленные исследования демонстрируют, что физическая нагрузка сглаживает структурно -функциональные изменения клеточных компонентов головного мозга при широком спектре заболеваний и состояний, сопровождающихся церебральной гипоперфузией [1], предотвращает возрастную де-менцию [2, 3], уменьшает риск болезни Альцгеймера [4], смягчает изменения когнитивной функции при болезни Паркинсона [5] и улучшает восстановление после черепно-мозговой травмы [6].
На сегодняшний день выявлено несколько точек приложения эффектов физической активности: нейрональная пластичность, цереброваскулярная пластичность, структуры и клетки гематоэнцефали-ческого барьера.
Цель настоящего обзора — систематизировать современные данные о механизмах нейропластичности клеток нейроваскулярной единицы головного мозга и системных адаптационно-компенсаторных реакциях, лежащих в основе мозговых эффектов физических нагрузок вне парадигмы обогащенной среды при экспериментальной церебральной гипоксии.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследование проводили на основе поиска и изучения оригинальных статей по вопросам воздействия физической нагрузки на состояние структур головного мозга в норме, а так же при развитии заболеваний сопровождающихся развитием церебральной гипо-перфузии и ее моделировании на грызунах в базах данных доказательной медицины: eLibrary, PubMed, Medline. Отбор литературных источников осуществлялся, по ключевым словам, за последние 25 лет. Критериями включения в проводимый обзор со стороны экспериментальных работ, которые составили ядро обзора, было соответствие этическим нормам, правилам трех R, использовании методов статистического анализа с использование критериев достоверности, со стороны клинических работ было наличие рандомизированных клинических исследований.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Нейрональная пластичность. Исторический приоритет в этой области следует отдать откры-
тию Neeper и соавт., показавшему, что физические упражнения увеличивают экспрессию гена нейро-трофического фактора мозга (BDNF) в гиппокам-пе крыс [7]. После него были проведены обширные исследования как на людях, так и на грызунах, подтвердившие нейропластический эффект физических нагрузок [8, 9].
Наиболее хорошо изученным пластическим изменением, является усиление нейрогенеза гиппокам-па, который играет важную роль в гиппокамп-за-висимом обучении, памяти и антидепрессивном действии [10]. В 1999 г. Van Praag и соавт. опубликовали результаты первых экспериментов, демонстрирующие, что свободный бег в колесе увеличивает пролиферацию, выживаемость и дифференцировку нейронов в зубчатой извилине гиппокампа [11]. Исследование Choi и соавт. выявило значительное увеличение доли нейральных клеток-предшественников и зрелых нейронов, идентифицированных как BrdU — и DCX — и NeuN — положительных клеток, после четырехнедельного влияния аэробной физической нагрузки после моделирования хронической церебральной гипоперфузии [12].
Физические упражнения в моделях гипоксии головного мозга ослабляют апоптоз и снижают накопление аутофагосом в пенумбре. Эти изменения являются положительными, так как считается, что дисбаланс или чрезмерная аутофагия способствует клеточной патологии и в конечном итоге приводит к гибели клеток при ишемии головного мозга [13].
Хотя молекулярные механизмы нейрогенеза, вызванного физическими упражнениями, и когнитивного улучшения до сих пор полностью неясны, имеются доказательства, указывающие на значительную роль нейротрофинов и факторов роста [14], которые мобилизуют новые способы трансформации нейральных прогениторов. Одним из основных факторов является BDNF — трофический фактор, всегда возрастающий при регулярных физических нагрузках [1]. Сам BDNF обладает нейрогенными эффектами, а блокирование действия BDNF подавляет нейрогенез, вызванный физической нагрузкой вследствие того, что BDNF через каскад реакций, активирует транскрипцию генов, необходимых для выживания и диф-ференцировки нейронов [1].
Инсулиноподобный фактор роста I (IGF-I), мощный нейропротекторный гормон, вырабатываемый в основном в печени, является еще одной ключевой молекулой, опосредующей воздействие физических упражнений на мозг [15]. Исследования Torres-Aleman и соавт. продемонстрировали, что блокирование действия IGF-I путем системного введения антисыворотки IGF-1 или снижение уровня IGF-I в сыворотке блокирует эффекты физических упражнений на гиппокамп, включая нейрогенез [16]. Важно, что эти данные свидетельствуют об активном механизме транспорта сывороточного IGF-I в паренхиму головного мозга через гематоэнцефаличе-ский барьер (ГЭБ).
Физические упражнения способствуют миелини-зации заднего мозга при церебральной гипоперфу-зии, облегчая высвобождение фактора роста сосудов (VEGF) [17], который активирует пролиферацию и последующую трансформацию клеток субвентрику-лярной зоны. Подобный эффект отмечен также при стимуляции его рецепторов VEGFR2/Flk-1 [18].
Аэробные упражнения способны повысить уровни синаптофизина и PSD-95 в гиппокампе и пре-фронтальной коре здоровых, ишемических и тучных крыс [19, 20]. Также известно, что регулярные физические упражнения улучшают долговременную по-тенциацию, основу синаптической пластичности для обучения и памяти [21].
Цереброваскулярная пластичность. В XX веке исследователи считали, что мозговой кровоток при физической нагрузках стабилен, как у животных [22], так и у людей [23]. Однако, применение новых методик регистрации кровотока [24] продемонстрировало значительное увеличение кровотока при беге животных на тредмиле, особенно в подкорковых областях, участвующих в моторном и кардио-респираторном контроле, поддержании равновесия и зрения [25]. В другом исследовании показано увеличение регионального кровотока в первичной моторной коре, первичной соматосенсорной коре, дорсолатеральном стриатуме, вентролатеральном таламусе, мозжечке и зрительной коре у крыс [26]. При использовании допплеровской флоуметрии отмечено, что ходьба/бег по беговой дорожке увеличивают региональный кровоток в соматосенсор-ной коре [27], гиппокампе [28] у крыс. Повышение общего и регионального церебрального кровотока, вызванного физической нагрузкой, также было продемонстрировано у людей [24].
В реализации описанных эффектов, по-видимому, решающее значение имеет эндотелиальная NO-синтаза (eNOS). Физические упражнения увеличивают экспрессию eNOS в гиппокампе крыс, что может обеспечить защитный эффект регулярных физических упражнений при ишемическом инсульте [29]. Кроме непосредственной стимуляции экспрессии eNOS, в физическая нагрузка активизирует региональную нейрональную активность и синтез нейро-генных медиаторов [28].
Физическая нагрузка вызывает КО-эндотелий-опосредованный эффект, приводящий к системной вазодилатации и улучшению функции эндотелия, который, однако, имеет локальные особенности. В наибольшей степени реакция сосудов микрогемо-циркуляции выражена в коре головного мозга, гипоталамусе и продолговатом мозге [30]. Реактивность сосудов микрогемоциркуляции при физических нагрузках в области белого вещества и мозжечка увеличивается в начальный период физической нагрузки (1—3 сутки) и снижается по мере увеличения ее продолжительности [30].
В нашем исследовании, когда начало физических нагрузок было отсрочено от операции необратимой окклюзии общих сонных артерий (2УО) на 7 дней, мы наблюдали растягивание острого подъема концентрации оксида азота в острую фазу 2УО и смещение повторного подъема этого показателя, связанного с реоксигенацией тканей, с 30 сут после операции на более поздние сроки. Это трактовалось нами как перезапуск адаптационно-компенсаторных механизмов [31]. Эффекты физических упражнений также могут быть объяснены оптимизацией распределения кровотока [32], вызванной N0-опосредованной дилатацией артериол, и снижением окислительного стресса, что приводит к рекрутированию уже существующих мозговых капилляров [32].
Вторым механизмом увеличения церебральной перфузии под влиянием физических нагрузок, является ангиогенез, который отмечается не только у молодых, но и у старых животных [33].
Регулярные физические упражнения также улучшают цереброваскулярную реактивность в ответ на С02, который является общепризнанным показателем для оценки цереброваскулярной функции. Показано, что реакция цереброваскулярных сосудов на СО2 может быть улучшена за несколько месяцев аэробных тренировок как у молодых, так и у пожилых людей [34]. Шестимесячная аэробная тренировка улучшает мозговую реактивность у выживших после инсульта, что сопровождается улучшением когнитивных функций [35]. Упражнения, выполняемые после инсульта, также сокращают сроки реабилитации [36].
Гематоэнцефалический барьер и оксидантный стресс. Церебральная гипоперфузия индуцирует в гиппокампе окислительный стресс и нейровоспале-ние. Липиды миелиновых оболочек головного мозга становятся мишенью для активных форм кислорода, снижается уровень потребления глюкозы и кислорода, и нарушается целостность микрососудов.
Эндотелий. Чжан и соавт. [37] показали, что раннее начало физической нагрузки, а именно 20 минутный принудительный ежедневный бег, начиная со второго дня после 2У0, может предотвратить потерю окклюдина. Физическая нагрузка подавляет активность матриксных металлопротеиназ, благодаря чему оказывает протекторный эффект на сохранность
плотных межэндотелиальных контактов ГЭБ и ми-елиновых волокон белого вещества головного мозга при этой модели, что проявлялось в предотвращении снижения экспрессии основного белка миелина (МВР) и росте экспрессии БМ132, иммуногистохи-мического маркера нефосфорилированных доменов тяжелых цепей нейрофиламентов [37].
Показано, что хроническая церебральная ги-поперфузия приводит к двухкратному достоверному росту реактивных соединений тиобарбитуровой кислоты (малонового диальдегида) и уровня тиолов (глутатион и протеиновые тиолы). Однако, СееИеШ и соавт. на примере гиппокампа, продемонстрировали, что принудительные физические нагрузки на беговой дорожке предотвращают эти изменения, хотя и не восстанавливают активность супероксиданион-дисмутазы, и содержание свободных радикалов [1]. Эндотелиальная синтаза оксида азота (еКОБ), конститутивный фермент, экспрессируемый эндотели-альными клетками, играет важную роль, поскольку отвечает за выработку оксида азота, который действует как вазодилататор и противовоспалительный медиатор. Повышение напряжения сдвига эндоте-лиальных сосудов, вызванное регулярными физическими упражнениями, может повысить биодоступность оксида азота [38] за счет активации еКОБ, что способствует системной вазодилатации и улучшению функции эндотелия. Известно, что аэробные упражнения увеличивают экспрессию еКОБ и уменьшают образование свободных радикалов, тем самым улучшая функции познания и памяти [39]. Раннее начало умеренных краткосрочных упражнений (от 3 до 14 дней) улучшает перфузию гемока-пилляров и уменьшает апоптоз эндотелиальных клеток головного мозга на экспериментальных моделях инсульта [40, 13].
Лейкоциты. Для модели 2УО также характерно развитие нейровоспаления, характеризующегося рекрутированием периферических лейкоцитов, активацией глиальных клеток и высвобождением медиаторов воспаления. Все эти изменения могут быть связаны с патофизиологией нейродегенеративных процессов. Продемонстрировано, что физические упражнения, начатые максимально рано после 2УО и продолжающиеся в течение 1 нед, способны уменьшить адгезию лейкоцитов к стенке мозговых вен в мозге [1], этот эффект сохраняется и спустя 12 нед физической нагрузки [41].
Микроглия. Во время своего естественного состояния покоя микроглия имеет мелкие клеточные тела с многочисленными длинными и сильно ветвящимися отростками. Однако при патологических состояниях, таких как инфекции, травмы или ишемия головного мозга, микроглия быстро меняет свою морфологию с отростчатых клеток на реактивные клетки с утолщенными и втянутыми отростками, приобретая более округлую форму, называемую аме-боидом, для которого характерно преобладание фагоцитарной функции и секреции цитокинов. Было
показано, что физические упражнения смягчают хроническую активацию микроглии и смещают ее в сторону нейропротективного фенотипа [42] — микроглии М2, которая может оказывать нейро-протективное действие на олигодендроцитогенез и ремиелинизацию, уменьшая местное воспаление, устраняя клеточный мусор и высвобождая нейро-трофические факторы [43], в то время как Микро-глия М1 вызывает апоптоз олигодендроцитов и ингибирует последующую ремиелинизацию путем увеличения презентации антигена и продукции провоспалительных цитокинов таких как фактор некроза опухоли-а (ТКБ-а), 1Ь-1р, 1Ь-6 и 1Ь-12. Физические упражнения при двусторонней окклюзии общих сонных артерий значительно ослабляют активацию микроглии, как спустя 8 [44], так и через 12 нед после операции [44], что сопровождается снижением апоптоза в эти сроки. Улучшение когнитивной функции было связано с изменениями модуляции фенотипа микроглии от провоспалительного М1 до противовоспалительного М2.
Одним из важных компонентов ГЭБ являются астроциты. Увеличение числа астроцитарных отростков во время физической нагрузки при церебральной гипоперфузии наблюдается в префронтальной коре, стриатуме и энторинальной коре. Физические упражнения способны повышать уровни экспрессии маркера астроцитов ОБЛР в гиппокампе [45] и вызывать изменения в их морфологии, что свидетельствует о положительном влиянии на активность и пластичность нейронов [45].
Также показана способность физических упражнений положительно влиять на пролиферацию, диф-ференцировку олигодендроглиоцитов для восстановления поврежденного миелина [15]. Есть данные о том, что физическая нагрузка увеличивает выживаемость клеток-предшественниц при 2УО [46].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, влияние физической нагрузки в условиях хронической церебральной гипоперфу-зии имеет несколько точек приложения, обуславливающих фазность адаптационно-компенсаторных процессов. Кратковременные и острые эффекты опосредованы влиянием оксида азота на гемомикро-циркуляторное русло головного мозга и энд отели-оциты. На более поздних стадиях включаются механизмы, обеспечивающие выживание нейронов за счет снижения оксидантного стресса, влияния на адгезию лейкоцитов и индукции факторов роста. В дальнейшем фокус смещается на микроглию, оли-годендроглиоциты и астроциты. Спустя месяц после начала гипоперфузии ведущую роль принимают на себя ангиогенез и нейрогенез. Полученные в ходе исследований результаты рассматриваются как основа для реабилитационных мероприятий после ишеми-ческого инсульта и при сосудистой деменции, так и в качестве скрининга клеток и механизмов — мишеней для разработки новых лекарственных средств.
Все проведенные исследования характеризуются тем, что физическая нагрузка или предшествует 2УО или начинается непосредственно после операции по моделированию, в связи с этим проблема компенсации в подострой и хронической стадии церебральной гипоперфузии при помощи физической нагрузки остается нерешенной.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interest
The authors declare no conflict of interest.
* * *
ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES
1. Cechetti F., Worm P.V., Eisner V.R., K. Ber-toldi, Sanches E., Ben J., Siqueira I.R.,Netto C.A. Forced treadmill exercise prevents oxidative stress and memory deficits following chronic cerebral hypoperfusion in the rat. Neurobiol Learn Mem. 2012; 1: 90-6. https://doi.org/10.10Wj.nlm.2011.09.008
2. Huang C.X., Qiu X., Wang S., Wu H., Xia L., Li C., Gao Y., Zhang L., Xiu Y., Chao F., Tang Y. Exercise-induced changes of the capillaries in the cortex of middleaged rats. Neuroscience. 2013; 233: 139-45. https://doi. org/10.1016/j.neuroscience.2012.12.046
3. Murrell C.J., Cotter J.D., Thomas K.N., Lucas S.J.E., Williams M.J.A, Ainslie P.N. Cerebral blood flow and cerebrovascular reactivity at rest and during sub-maximal exercise:effect of age and 12-week exercise training. Age (Dordr.). 2013; 35: 905-20. https://doi.org/10.1007/s11357-012-9414-x
4. Lange-Asschenfeldt C., Kojda G. Alzheimer's disease, cerebrovascular dysfunction and the benefits of exercise: from vessels to neurons. Exp. Gerontol. 2008; 43: 499-504. https://doi.org/10.1016Zj.exger.2008.04.002
5. Ahlskog J.E. Does vigorous exercise have a neuroprotective effect in Parkinson disease? Neurology. 2011; 77: 288-94. https:// doi.org/10.1212/WNL.0b013e318225ab66
6. Griesbach G.S., Hovda D.A., Gomez P.F. Exercise induced improvement in cognitive performance after traumatic brain injury
in rats is dependent on BDNF activation. Brain Res. 2009; 1288: 105-15. https://doi. org/10.1016/j.brainres.2009.06.045.
7. Neeper S.A., Gomez-Pinilla F., Choi J., Cot-man C. Exercise and brain neurotrophins. Nature. 1995; 12; 373 (6510): 109. https:// doi.org/10.1038/373109a0.
8. Erickson K.I., Leckie R.L., Weinstein A.M. Physical activity, fitness, and gray matter volume. Neurobiol. 2014; 35: 2: 20-8. https://doi.org/10.10Wj.neurobio-laging.2014.03.034
9. Loprinzi P.D., Herod S.M., Cardinal B.J, Noakes T.D. Physical activity and the brain: a review of this dynamic, bi-directional relationship. Brain Res. 2013; 1539: 95-104. htt-ps://doi.org/10.1016/j.brainres.2013.10.004
10. Sahay A., Hen R. Adult hippocampal neurogenesis in depression. Nat. Neurosci. 2007; 10: 1110-5. https://doi.org/10.1038/ nn1969
11. Van Praag H., Kempermann G., Gage F.H. Running increases cell proliferation and neurogenesis in the adult mouse dentate gyrus. Nat. Neurosci. 1999; 2 (3): 266-70. https://doi.org/10.1038/6368.
12. Choi D.H., Lee K.H., Lee J. Effect of exercise-induced neurogenesis on cognitive function deficit in a rat model of vascular dementia. Mol Med. Rep. 2016; 13: 298190. https://doi.org/10.3892/mmr.2016.4891
13. Zhang Y., Zhang P., Shen X., Tian S., Wu Y., Zhu Y., Jia J., Wu J., Hu Y. Earlyexercise protects the blood-brain barrier from ischemic brain injury via theregulation of MMP-9
and occludin in rats, Int. J. Mol. Sci. 2013; 14 (6): 11096-112. https://doi.org/10.3390/ ijms140611096.
14. Intlekofer K.A., Cotman C.W. Exercise counteracts declining hippocampal function in aging and Alzheimer's disease. Neurobiol. Dis. 2013; 57: 47-55. https://doi. org/10.1016/j.nbd.2012.06.011.
15. Tomlinson L., Leiton C.V., Colognato H. Behavioral experiences as drivers of oligoden-drocyte lineage dynamicsand myelin plasticity. Neuropharmacology. 2016;548-62. https:// doi.org/10.1016/j.neuropharm.2015.09.016.
16. Trejo J.L., Carro E., Torres-Aleman I. Circulating insulin-like growth factor I mediates exercise-induced increases in the number of new neurons in the adult hippocampus. J. Neurosci. 2001; 5: 1628-34. https://doi. org/10.1523/JNEUR0SCI.21-05-01628.2001.
17. Alvarez-Saavedra M., De Repentigny Y., Yang D., O'Meara R.W., Yan K., Hashem L.E., Racacho L., Ioshikhes I., Bulman D.E., Parks R.J., Kothary R., Picketts D.J. Voluntary running triggers VGF-mediated oligodendrogenesis to prolong the lifespan of Snf2h-null ataxic mice. Cell Rep. 2016;
3: 862-75. https://doi.org/10.10Wj.cel-rep.2016.09.030.
18. Fabel K., Fabel K., Tam B., Kaufer D., Baiker A., Simmons N., Kuo C.J., Palmer T.D. VEGF is necessary for exercise-induced adult hippocampal neurogenesis. Eur. J. Neurosci. 2003; 10: 2803-12. https://doi.org/10.1111/ j.1460-9568.2003.03041.x.
19. Lin Y., Dong J., Yan T., He X., Zheng X., Liang H., Sui M. Involuntary, forced and voluntary exercises are equally capable of inducing hippocampal plasticity and the recovery of cognitive function after stroke. Neurol Res. 2015; 37: 893-901. https://doi.org/10.1 179/1743132815Y.0000000074
20. Cai M., Wang H., Li J.J., Zhang Y.L., Xin L., Li F., Lou S.J. The signaling mechanisms of hippocampal endoplasmic reticulum stress affecting neuronal plasticity-related protein levels in high fat diet-induced obese rats and the regulation of aerobic exercise. Brain Behav Immun. 2016; 347-59. https:// doi.org/10.1016/j.bbi.2016.05.010.
21. Farmer J., Zhao X., van Praag H., Wodtke K., Gage F.H., Christie BR. Effects of voluntary exercise on synaptic plasticity and gene expression in the dentate gyrus of adult male Sprague-Dawley rats in vivo. Neuroscience. 2004; 1: 71-9. https://doi. org/10.1016/j.neuroscience.2003.09.029.
22. Hohimer A.R., Hales J.R., Rowell L.B., Smith O.A. Regional distribution of blood flow during mild dynamic leg exercise in the baboon. J. Appl. Physiol. Respir. Environ. Exerc. Physiol. 1983; 4: 1173-7. https://doi. org/10.1152/jappl.1983.55.4.1173.
23. Zobl E.G., Talmers F.N., Christensen R.C., Baer L.J. Effect of exercise on the cerebral circulation and metabolism. J. Appl. Phys-iol. 1965; 1289-93. https://doi.org/10.1152/ jappl.1965.20.6.1289
24. Ogoh S., Ainslie P.N. Regulatory mechanisms of cerebral blood flow during exercise:new concepts. Exerc. Sport Sci. Rev. 2009; 3: 123-9. https://doi.org/10.1097/ JES.0b013e3181aa64d7.
25. Delp M.D., Armstrong R.B., Godfrey D.A., Laughlin M.H., Ross C.D., Wilkerson M.K. Exercise increases blood flow to locomotor, vestibular, cardiorespiratory and visual regions of the brain in miniature swine. J. Physiol. 2001; 533 (3): 849-59. https://doi. org/10.1111/j.1469-7793.2001.t01-1-00849.x.
26. Holschneider D.P., Maarek J.M., Yang J., Harimoto J., Scremin O.U. Functional brain mapping in freely moving rats during treadmill walking. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2003; 8: 925-32. https://doi.org/10.1097/01. WCB.0000072797.66873.6A.
27. Gu W., Jiang W., Wester P. Real-time cortical cerebral blood flow follow-up in conscious, freely moving rats by laser Doppler flowmetry. Methods. 2003; 2: 172-7. https:// doi.org/10.1016/s1046-2023(03)00078-1.
28. Nishijima T., Torres-Aleman I., Soya H. Exercise and cerebrovascular plasticity. Prog Brain Res. 2016; 225: 243-68. https://doi. org/10.1016/bs.pbr.2016.03.010
29. Chen Q., Xiao D.S. Long-term aerobic exercise increases redox-active iron through nitric oxide in rat hippocampus. Nitric Oxide.
2014; 36: 1-10. https://doi.org/10.10Wj. niox.2013.10.009.
30. Воротникова М.В., Зеркалова Ю.Ф., Балыкин М.В. Реакции сосудов микрогемоциркуляции в головном мозге при физических нагрузках. Ульяновский медико-биологический журнал. 2012; 1: 76-81.
[Vorotnikova M.V., Zerkalova Yu.F., Balykin M.V. Reactions of microcirculation vessels in the brain during physical exertion. Ulyanovsk medical and biological journal. 2012; 1: 76-81 (in Russian)]
31. Chrishtop V.V., Tomilova I.K., Rumyantseva T.A. The Effect of Short-Term Physical Activity on the Oxidative Stress in Rats with Different Stress Resistance Profiles in Cerebral Hypoperfusion. Mol Neurobiol. 2020; 7: 3014-26. https://doi.org/10.1007 / s12035-020-01930-5.
32. Laughlin M.H., Davis M.J., Secher N.H., van Lieshout J.J., Arce-Esquivel A.A., Simmons G.H., Bender S.B., Padilla J., Bache R.J., Merkus D., Duncker D.J. Peripheral circulation. Compr Physiol. 2012; 1: 321-447. https://doi.org/10.1002/cphy.c100048.
33. Huang C.X., Qiu X., Wang S., Wu H., Xia L., LI C., Gao Y., Zhang L., Xiu Y., Chao F., Tang Y. Exercise-induced changes of the capillaries in the cortex of middleaged rats. Neuroscience. 2013; 233: 139-45. https://doi. org/10.1016/j.neuroscience.2012.12.046.
34. Murrell C.J., Cotter J.D., Thomas K.N., Lucas S.J., Williams M.J., Ainslie PN. Cerebral blood flow and cerebrovascular reactivity at rest and during sub-maximal exercise:effect of age and 12-week exer-
cise training. Age (Dordr.) 2013; 3: 905-20. https://doi.org/10.1007/s11357-012-9414-x,
35. Bailey D.M., Marley C.J., Brugniaux J.V., Hodson D., New K.J., Ogoh S., Ainslie P.N. Elevated aerobic fitness sustained throughout the adult lifespan is associated with improved cerebral hemodynamics. Stroke. 2013; 11: 3235-8. https://doi.org/10.1161/ STR0KEAHA.113.002589.
36. Austin M.W., Ploughman M., Glynn L., Corbett D. Aerobic exercise effects on neuroprotection and brain repair following stroke: a systematic review and perspective. Neurosci. Res. 2014; 87: 8-15. https:// doi.org/10.1016/j.neures.2014.06.007.
37. Jiang T., Zhang L., Pan X., Zheng H., Chen X., Li L., Luo J., Hu X. Physical Exercise Improves Cognitive Function Together with Microglia Phenotype Modulation and Remyelination in Chronic Cerebral Hypop-erfusion. Front Cell Neurosci. 2017; 11: 404. https://doi.org/10.3389/fncel.2017.00404
38. Svensson M., Lexell J., Deierborg T. Effects of Physical Exercise on Neuroinflammation, Neuroplasticity, Neurodegeneration, and Behavior: What We Can Learn from Animal Models in Clinical Settings. Neurorehabil Neural Repair. 2015; 6: 577-89. https://doi. org/10.1177/1545968314562108.
39. Murphy T.H., Corbett D. Plasticity during stroke recovery: from synapse to behaviour. Nat Rev Neurosci. 2009; 12: 861-72. DOI: https://doi.org/10.1038/nrn2735.
40. Tian S., Zhang Y., Tian S., Yang X., Yu K., Zhang Y., Shen X., Zhang L., Sun Y., Xie H., He Z., Guo Z., Jia J., Wu Y., Bai Y., Zhu Y., Cheng Y., Wang X., Wu J., Wang N., Yu H., Hu Y. Early exercise training improves ischemic outcome in rats by cerebral hemodynamics. Brain Res. 2013; 1533: 114-21. https://doi.org/10.10Wj.brain-res.2013.07.049.
41. Leardini-Tristao M., Andrade G., Garcia C., Reis P.A., Louren?o M., Moreira E.T.S., Lima F.R.S., Castro-Faria-Neto H.C., Tibirica E., Estato V. Physical exercise promotes astrocyte coverage of microvessels in a model of chronic cerebral hypoperfusion. J. Neuroinflammation. 2020; 1: 117. https:// doi.org/10.1186/s12974-020-01771-y.
42. Kohman R.A., DeYoung E.K., Bhattacharya T.K., Peterson L.N., Rhodes J.S. Wheel running attenuates microglia proliferation and increases expression of a proneurogenic phenotype in the hippocampus of aged mice. Brain Behav. Immun. 2012; 26: 803-10. https://doi.org/10.10Wj.bbi.2011.10.006
43. Miron V.E., Boyd A., Zhao J.W., Yuen T.J.,
Ruckh J.M., Shadrach J.L., van Wijn-gaarden P., Wagers A.J., Williams A., Franklin R.J.M., Ffrench-Constant C. M2 microglia and macrophages drive oligodendrocyte differentiation during CNS remyelination. Nat. Neurosci. 2013; 16 (9): 1211-8. https:// doi.org/10.1038/nn.3469.
44. Kubotera H., Ikeshima-Kataoka H., Hatashita Y., Allegra Mascaro A.L., Pavone F.S., Inoue T. Astrocytic endfeet re-cover blood vessels after removal by laser ablation. Sci Rep. 2019; 9 (1): 1263. https://doi. org/10.1038/s41598-018-37419-4.
45. Saur L., Baptista P.P., de Senna P.N., Paim M.F., do Nascimento P., Ilha J., Bagatini P.B., Achaval M., Xavier L.L. Physical exercise increases GFAP expression and induces morphological changes in hippocampal astrocytes. Brain Struct Funct. 2014; 1: 293-302. https://doi.org/10.1007/s00429-012-0500-8.
46. Asahi M., Wang X., Mori T., Sumii T., Jung J.C., Moskowitz M.A., Fini M.E., Lo E.H. Effects of matrix metalloproteinase-9 gene knock-out on the proteolysis ofblood-brain barrier and white matter components after cerebral ischemia. J. Neurosci. 2001; 19: 7724-32 https://doi.org/10.1523/jneuro-sci.21-19-07724.2001
Для цитирования: Криштоп В.В., Румянцева Т.А., Никонорова В.Г. Влияние постишемических физических нагрузок на клеточные ансамбли головного мозга при церебральной гипоперфузии. Молекулярная медицина. 2021; 19 (5): 3-8. https://doi.org/10.29296/24999490-2021-05-01
Поступила 18 декабря 2020 г.
For citation: Chrishtop V.V., Rumyantseva T.A., Nikonorova V.G. Influence of post-ischemic physical loads on brain cell assemblies in cerebral hypoperfusion. Molekulyarnaya meditsina. 2021; 19 (5): 3-8 (in Russian). https://doi.org/10.29296/24999490-2021-05-01
