WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

«Михрина Анастасия Леонидовна Роль агути-подобного пептида в регуляции дофаминергических и норадренергических нейронов мозга Диссертация на соискание ученой степени кандидата ...»

-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО НАУЧНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИИЕ НАУКИ

ИНСТИТУТ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ФИЗИОЛОГИИ И БИОХИМИИ

ИМ. И.М. СЕЧЕНОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

------------------------------------------------------------------------------------------------------

На правах рукописи



Михрина Анастасия Леонидовна Роль агути-подобного пептида в регуляции дофаминергических и норадренергических нейронов мозга Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

03.03.01 – ФИЗИОЛОГИЯ

Научный руководитель:

доктор биологических наук Романова И. В.

Санкт-Петербург

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ……………………………………………………………....5 ВВЕДЕНИЕ..………………………………………………………………………………...6 Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ..……………………………………………………….12

1.1. Cемейство белков агути как часть меланокортиновой системы………………….12 1.1.1. Общая характеристика белка агути…………………………………………...12 1.1.2. Общая характеристика AGRP………………………………………………….13 1.1.3. Экспрессия МКР3 и МКР4 в мозге млекопитающих.…………………….....18

1.2. Общая характеристика катехоламинергической систем. …………………………....20 1.2.1. Биосинтез катехоламинов в мозге.…………………………………………....20 1.2.2. Регуляция синтеза тирозингидроксилазы…..……………………………….....21 1.2.3. Локализация дофаминергических и норадренергических нейронов в мозге млекопитающих …...……………………………………………………………..24 1.2.3.1. Локализация дофаминергических нейронов………………………………....25 1.2.3.2. Локализация норадренергических нейронов……………………………….26 1.2.3.3. Дисфункции катехоламинергических нейронов ………………………......27 1.2.4. Рецепторы катехоламинов……………………………………………………..28 1.2.4.1. Рецепторы дофамина………………………………………………………......28 1.2.4.3. Рецепторы норадреналина…………………………………………………….30

1.3. Вазопрессинергическая система гипоталамуса млекопитающих…………………..32 1.3.1. Общая характеристика………………………………………………………….32 1.3.2. Катехоламинергическая регуляция вазопрессинергических нейронов гипоталамуса

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ…………………………………………….

..........38

2.1. Экспериментальные животные и экспериментальные модели……………………...38 2.1.1. Модели in vitro ……………………………………………………………..........38 2.1.1.1. Инкубация переживающих срезов мозга мыши С57Bl/6J в среде с AGRP 83-132 или AGRP 25-51……………………………………………......38 2.1.1.2. Инкубация переживающих срезов мозга мыши в среде с неселективным блокатором МКР3 и МКР4 (SHU 9119) и AGRP 83-132……………….....39 2.1.2. Модели in vivo…………………………………………………………………...39 2.1.2.1. Депривация сна…………………………………………………………….......39 2.1.2.2. Тест открытое поле ………………………………………………………..40 2.1.2.3. Иммобилизационный стресс …………………………

2.1.2.4. Введение белков в структуры мозга с помощью стереотаксиса..…….…..40 2.1.2.5. Мыши Agouti yellow (Ay/а) при ожирении....…………………………........41 2.1.2.6. Моделирование дефицита катехоламинов с помощью введения -метил-паратирозина и SCH 39166 ……..…………………….....41 2.1.2.7. Модель дисбаланса дофамина (крысы линии Крушинского-Молодкиной) ………………………………...42

2.2. Обработка материала..……………………………………………………

2.3. Иммуногистохимические методы………………………………………………….......45 2.3.1. Биотин-стрептавидиновый метод…………………………………………........45 2.3.2. Двойное иммуномечение, флуоресцентная и конфокальная микроскопия………………………………………………………………….......46 2.3. 3. Вестерн-блоттинг …………………………………………………………….....47

2.4. Определение уровня мРНК………………………………………………………….......48 2.4.1.Метод гибридизации in situ ……………………………………………................48 2.4.2. Метод обратной транскрипции и ПЦР в реальном времени…………………..50

2.5. Морфофункциональный анализ материала………………………………………….....53

2.6. Определение содержания катехоламинов и их метаболитов в ткани…………….......53

2.7. Статистический анализ результатов ………………………………………………........54 Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ…………………………………….....55

3.1. Исследование морфофункциональных взаимосвязей AGRP- и дофаминергических нейронов мозга млекопитающих………………………….......55 3.1.1. Взаимосвязи AGRP- с дофаминергическими нейронами мозга у крыс, отличающихся двигательной активностью……………………………………55 3.





1.1.1. В цикле бодрствование-сон ………………………………………………....55 3.1.1. 2. В тесте открытое поле……………………………………………………...56 3.1.2. Влияние AGRP на биосинтез дофамина в экспериментах in vivo…………...61 3.1.3. Исследование механизмов функционального взаимодействия AGRP и дофаминергических нейронов мозга…………………………………………....70 3.1.3.1. Локализация MКР3 и MКР4 в дофаминергических структурах мозга……70 3.1.3.2. Влияние фрагмента AGRP 83-132 на дофаминергические нейроны в экспериментах in vitro………………………………………………………….73 3.1.3. 3. Влияние фрагмента AGRP 25-51 на дофаминергические нейроны в экспериментах in vitro………………..………………………………………...75

3.2. Исследование морфофункциональных взаимосвязей AGRP- и норадренергических нейронов мозга млекопитающих…………………………. 76 3.2.1. Исследование морфологических взаимосвязей AGRP- и норадренергических нейронов ………………..…………………………….76 3.2.2. Локализация МКР3 и МКР4 в норадренергических структурах…………..78 3.2.3. Морфофункциональные взаимосвязи AGRP- с норадренергическими нейронами мозга у крыс, отличающихся двигательной активностью (тест открытое поле ) ……………………………………………………...79 3.2.4. Прямое влияние AGRP на функциональное состояние норадренергических нейронов locus coeruleus в экспериментах in vitro ………………………………………………………………………….81

3.3. Морфофункциональная характеристика дофамин- и норадренергических структур мозга при дисфункции AGRPергической системы ……………………….82 3.3.1. Морфофункциональная характеристика дофамин- и норадренергических структур мозга у мышей Agouti yellow при ожирении………………………...82 3.3.2. Морфофункциональное состояние вазопрессинергической системы гипоталамуса у мышей Agouti yellow при ожирении………………………..86 3.3.3. Влияние различных фрагментов AGRP на морфофункциональное состояние вазопрессинергических нейронов гипоталамуса в экспериментах in vitro………………………………………………………......97

3.4. Исследование влияния катехоламинов на экспрессию AGRP в гипоталамусе млекопитающих………………………………………………………………………...100 3.4. 1. Исследование локализации рецепторов дофамина на AGRPергических нейронах………………………………………………………………………….100 3.4.2. Влияние блокатора Д1 рецепторов дофамина и -метил-паратирозина на экспрессию AGRP в гипоталамусе мышей C57Bl/6J…………………......101 3.4.3. Функциональное состояние AGRPергической системы гипоталамуса на фоне увеличения уровня дофамина.……………………………………………….104 ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………….....106 ВЫВОДЫ ……………………………………………………………………………........108 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...………………………………......109

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АКТГ – адренокортикотропный гормон ВП- вазопрессин ГАД - глутамат декарбоксилаза ГАМК – гамма-аминомасляная кислота ГГНС – гипоталамо-гипофизарная нейросекреторная система ДБГ – дофамин--гидроксилаза МКР – меланокортиновые рецепторы

-МСГ - -меланоцит-стимулирующий гормон ОП – оптическая плотность ПК-А - протеинкиназа-А ПК-С – протеинкиназа-С ПОМК –проопиомеланокортин ТГ – тирозингидроскилаза фТГ(31) – фосфорилитованная по серину-31 тирозингидроксилаза фТГ(40) – фосфорилированная по серину-40 тирозингидроксилаза AGRP – (agouti-related peptide) - агути-подобный пептид CaM-PKII – кальций-кадьмодулин-зависимая киназа CRF- corticotrophin-releasing factor ERK1/2 – extracellular regulated kinase 41/42 NPY – нейропептид-Y VTA – ventral tegmental area (вентральный тегментум) ZI – zona incerta (неопределенная зона) L-ДОФА – L-диоксифенилаланин LC – locus coeruleus (голубое пятно) NTS – nucleus tractus solitaries (ядро одиночного тракта) АР – адренорецепторы

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Дофамин и норадреналин играют огромную роль в регуляции многих функций организма. В мозге эти катехоламины участвуют в иннервации большого числа структур и, соответственно, вовлечены в регуляцию разных функций и форм поведения (двигательная активность, цикл бодрствование-сон, стресс, когнитивные процессы, пищевое поведение, ноцицепции и др.). Изменение баланса катехоламинов является причиной возникновения различных заболеваний, в частности нейродегенеративных (болезнь Паркинсона, эпилепсия и др.). Поэтому изучение механизмов регуляции биосинтеза катехоламинов остается актуальной проблемой физиологии и медицины. В регуляции дофамин- и норадренергических нейронов участвуют различные пептиды. При идентификации новых пептидов в областях, где локализованы катехоламинергические нейроны, возникает вопрос о возможности их морфофункциональных взаимодействий и характере их влияния.

Агути-подобный пептид (AGRP–agouti related peptide/agouti gene related protein) идентифицирован около 20 лет назад (Ollmann, et al., 1997). В мозге мРНК AGRP выявлена только в нейронах аркуатного ядра гипоталамуса (Bagnol, et al., 1999). Было показано, что из промолекулы в ходе посттрансляционных изменений образуется три активных фрагмента AGRP: 25-51, 54-82 и 83-132 (Creemers, 2006). Последний фрагмент AGRP 83-132 является наиболее изученным. Различные литературные источники свидетельствуют об его участии в регуляции пищевого поведения как эндогенного антагониста меланокортиновых рецепторов 3-го и 4-го (МКР3 и МКР4) типов (Yang, et al., 1999; Stanley, et al., 2001; Schwartz, Mortin, 2002), блокирование которых в гипоталамусе приводит к активации аппетита и изменению энергетического баланса организма (Cone, 2005; Lee, Wardlaw, 2007). Однако AGRP-иммунореактивные отростки выявлены далеко за пределами гипоталамуса, в частности в областях, где локализованы тела дофаминергических (черная субстанция, вентральная тегментарная область, околоводопроводное серое вещество) и норадренергических (голубое пятно, ядро одиночного тракта) нейронов (Bagnol, et al., 1999; Haskell-Luevano, et al., 1999;

Романова, 2012). Результаты, полученные разными авторами, свидетельствуют о функциональной роли AGRP 83-132 и как агониста МКР3 и МКР4 (Sternson, 2012), а также о возможном действии AGRP 83-132 через другие типы рецепторов (Pritchard, White, 2005; Fu, den Pol, 2008).

В настоящее время в литературе появились данные о непищевых функциях (Романова, 2012; Была выявлена AGRP Lippert, Ellacott, Cone, 2014).

морфофункциональная взаимосвязь AGRP с дофаминергическими нейронами мозга и продемонстрировано уменьшение уровня тирозингидроксилазы (ключевого фермента синтеза катехоламинов) в дофаминергических нейронах мозга под влиянием AGRP 83Романова, 2012). Функциональное значение других фрагментов AGRP (25-51 и 52и каково влияние AGRP на норадренергические нейроны - не выяснено.

МКР3 и МКР4 широко экспрессируются в мозге (Roselli-Rhefus, 1993; Liu, et al., 2003; Lipper, et al., 2014). Однако вопрос об их локализации требуется уточнить для выяснения механизмов влияния AGRP на дофамин- и норадренергические нейроны мозга. Также не известно, оказывают ли дофаминергические нейроны влияние на AGRPергические структуры аркуатного ядра гипоталамуса, изменяется ли уровень AGRP при изменении баланса дофамина в мозге? Выяснение этих вопросов важно для понимания роли AGRP при патологиях дофаминергической системы и, возможно, позволит выяснить участие AGRP в компенсаторных механизмах мозга при различных функциональных нарушениях.

В гипоталамусе вазопрессинергические нейроны получают мощную дофаминергическую и норадренергическую иннервацию (Wagner, et al., 1995; Cheung, et al., 1998; Угрюмов, 1999). В областях локализации вазопрессинергических нейронов выявляются и AGRP-иммунопозитивные отростки (Bagnol, et al., 1999; HaskellLuevano, et al., 1999). Однако каковы морфофункциональные взаимоотношения между AGRP и вазопрессинергическими нейронами – не выяснено.

Цель настоящей работы: исследовать морфофункциональные взаимодействия AGRP с дофаминергическими и норадренергическими нейронами мозга.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1) Выявить морфофункциональные взаимосвязи AGRP с норадренергическими нейронами мозга.

2) Оценить возможность влияния различных активных фрагментов AGRP на дофамини норадренергические нейроны мозга.

3) Оценить характер распространения МКР3 и МКР4 в дофамин- и норадренергических структурах мозга.

4) Оценить морфофункциональное состояние вазопрессинергических нейронов гипоталамуса при изменении баланса AGRP в мозге.

5) Выяснить, изменяется ли функциональная активность AGRPергических нейронов при изменении баланса катехоламинов в мозге.

Научная новизна. Впервые продемонстрировано тормозное влияние различных активных фрагментов AGRP на биосинтез дофамина в мозге млекопитающих, которое проявляется дозозависимо. Выявлено уменьшение уровня ферментов синтеза норадреналина в нейронах голубого пятна после воздействия AGRP. Показана взаимосвязь между уровнем AGRP и функциональным состоянием дофамин- и норадренергических нейронов мозга, что, в частности, определяет характер двигательной активности. МКР выявлены в дофаминергических (МКР3/4), норадренергических (МКР3), ГАМКергических (МКР3/4) нейронах мозга. Показано, что тормозное влияние AGRP на дофаминергические и норадренергические нейроны мозга может осуществляться как через блокаду МКР3 и МКР4 (фрагмент 83-132), а также и через другие механизмы, не связанные с G-белок - связанными рецепторами (фрагмент 25-51). Впервые показано тормозное влияние AGRP на вазопрессинергические нейроны гипоталамуса, которое может осуществляться как прямым действием, так и опосредованным, через регуляцию функциональной активности нейронов-посредников, в частности дофамин- и норадренергических. Показано, что меланокортиновое ожирение (у мышей Agouti yellow) сопровождается активацией дофаминергической и вазопрессинергической систем. Впервые выявлена функциональная связь, демонстрирующая возможность влияние дофамина на AGRPергические нейроны через Д1 рецепторы, что, очевидно, может быть компенсаторным механизмом, регуляция которого носит мультифакторный характер. Впервые показано, что нейродегенеративное заболевание, связанное с увеличением уровня дофамина в мозге (аудиогенная эпилепсия) сопровождается увеличением экспрессии как AGRP, так и МКР4.

Положения, выносимые на защиту:

1. AGRPергические нейроны мозга оказывают тормозное воздействие не только на дофаминергические, но и на норадренергические нейроны мозга.

2. Присутствие МКР3 и МКР4 непосредственно в телах дофаминергических и МКР3 в телах норадренергических нейронов является структурной основой для осуществления тормозного эффекта фрагмента AGRP 83-132 на дофамин инорадренергические нейроны мозга. Присутствие этих рецепторов на телах ГАМКергических нейронах свидетельствует о роли AGRP как модулятора взаимодействия ГАМК с дофамин- и норадренергическими нейронами.

3. Фрагменты AGRP 83-132 и 25-51 оказывают тормозное влияние на биосинтез дофамина.

4. Локализация Д1 рецепторов дофамина непосредственно на телах AGRPергических нейронов свидетельствует о существовании функциональной связи, осуществляющей влияние дофамина на AGRPергические нейроны мозга.

5. Изменение баланса катехоламинов в мозге оказывает влияние на уровень экспрессии AGRP в гипоталамусе.

Теоретическая и практическая значимость Исследование носит фундаментальный характер и направлено на понимание нейрохимических механизмов взаимосвязи меланокортиновой системы с дофамин- и норадренергическими нейронами мозга, а также расширяет понимание роли AGRPергических нейронов гипоталамуса в осуществлении не только регуляции пищевого поведения, но также и его участие в регуляции других функций, в которые вовлечены дофамин- и норадренергические системы (нейросекреция, двигательная активность, стресс, цикл бодрствование-сон и др.).

Полученные результаты демонстрируют роль AGRP в контроле функций дофаминергической и норадренергической систем в норме и при патологии и могут быть использованы для разработки новых методов диагностики нарушения функционирования этих систем, а также определения фармацевтических стратегий при их коррекции. Полученные данные могут быть использованы как теоретическая основа при разработке противосудорожных препаратов, блокирующих МКР.

Полученные данные могут быть использованы в курсах лекций и практических занятий для студентов биологических и медицинских факультетов университетов и медицинских институтов.

Апробация работы. Результаты исследования были представлены и обсуждены на VIй Всероссийской конференции с международным участием Механизмы функционирования висцеральных систем, посвященной 50-летию открытия А.М.

Уголевым мембранного пищеварения (Санкт-Петербург, 2008), на конференции Механизмы нервных и нейроэндокринных регуляций, посвященной 90-летию со дня рождения академика Т.М. Турпаева (Москва, 2008), на BSN annual meeting (Edinburg, Великобритания, 2009), на ХХI и ХХII-м съездах физиологического общества им. И.П.

Павлова (Калуга, 2010; Волгоград, 2013), на VIII и IX Всероссийской конференции Нейроэндокринология (Санкт-Петербург, 2010, 2015), на VI-IХ Всероссийских конференциях с международным участием Актуальные проблемы сомнологии (Санкт-Петербург, 2008; Москва 2010, 2012, 2014), на ХIV Международном совещании и VII школе по эволюционной физиологии (Санкт-Петербург, 2011), на 10-м Симпозиуме «Catecholamines and other neurotransmitters in stress» (Smolenice Castle, Slovakia, 2011), на VIII Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем», посвященной 220-летию со дня рождения акад. К.М. Бэра (Санкт-Петербург, 2012), на Всероссийской конференции «Братья Орбели и развитие современной науки» (Санкт-Петербург, 2012), на IX и Х международном междисциплинарном Конгрессе Нейронауки для медицины и психиатрии (Судак, Крым, Украина, 2013; Россия, 2014), на 10-м Конгрессе Neurohypophyseal neurohormones (Bristol, Великобритания, 2013), на 3-й юбилейной международной конференции Neuroscience and Biological Psychiatry (Yerevan, Армения, 2013), на Всероссийской конференции молодых ученых «Нейробиология интегративных функций мозга» (Санкт-Петербург, 2013), на Всероссийской конференции с международным участием «Нейрохимические механизмы формирования адаптивных и патологических состояний мозга» (Санкт-Петербург, 2014), на IV Международной междисциплинарной конференции «Современные проблемы системной регуляции физиологических функций» (Москва, 2015).

Финансовая поддержка работы.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты №№ 07-04-01258, 12-04и 14-04-31565-мол_а), гранта ОПТЭК-групп-2013 (для Михриной А.Л.).

Личный вклад автора. Результаты, представленные в работе, получены лично автором и при его непосредственном участии в проведении экспериментов. Имена соавторов указаны в соответствующих публикациях.

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 20 работ, 4 из которых статьи в рецензируемых журналах, более 20– тезисы и статьи в других печатных изданиях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, выводов, заключения и списка литературы, включающего 205 источников (в том числе 32 отечественных). Работа изложена на 126 страницах компъютерного текста, иллюстрирована 66 рисунками.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность главному научному сотруднику д.м.н. Г.А. Оганесяну за поддержку, внимание к работе и постоянно подогреваемый интерес к изучению дофаминергической системы мозга! Автор искренне благодарен всем сотрудникам лаборатории сравнительной сомнологии и нейроэндокринологии за поддержку на всех этапах выполнения работы. Отдельная благодарность ведущему научному сотруднику лаборатории, к.б.н. С.И. Ватаеву за помощь в работе с крысами Крушинского-Молодкиной. Искренняя благодарность главному научному, д.б.н. Е.В. Черниговской и старшему научному сотруднику, к.б.н.

Загрузка...

Л.С. Никитиной за помощь в проведении in situ гибридизации, сотрудникам лаборатории молекулярной эндокринологии и нейрохимии за помощь в освоении ПЦР в реальном времени. Искренняя благодарность ведущему научному сотруднику, к.б.н. О.С.

Алексеевой за неоценимую помощь при работе со стереотаксисом.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Cемейство белков агути как часть меланокортиновой системы Два белка агути и агути-подобный пептид (AGRP - agouti related peptide или agouti gene related peptide), которые имеют структурное и функциональное сходство, объединяют в семейство белков агути. Эти белки экспрессируются в разных тканях:

белок агути выявлен в периферических тканях, а AGRP - в основном в ЦНС (Ollmann, et Функционирование белков семейства агути в al., 1997; Dinulescu, et al., 2000).

литературе в основном обсуждается в связи с взаимодействием с меланокортиновыми пептидами – производными общей молекулы-предшественника проопиомеланокортина (ПОМК). Экспрессия ПОМК выявлена как в периферических тканях, так и в мозге (в аркуатном ядре гипоталамуса, амигдале, ядре одиночного тракта, гиппокампе, гипофизе) (Gantz, Fong, 2003). Эта молекула представляет собой прогормон, который в ходе пострансляционного процессинга, характеризуемого тканеспецифичностью, подвергается расщеплению на несколько активных пептидов: меланоцитстимулирующие гормоны (соответственно - и -МСГ), адренокортикотропный

-, гормон (АКТГ), липотропины, эндорфины и Met-энкефалин (Nakanishi, et al., 1979;

Raffin-Sanson, et al., 2003). В зависимости от типа тканей и региона мозга происходит протеолитического расщепления различных сайтов и, следовательно, образование различных пептидных продуктов (Eipper, Mains, 1981). Этот процесс зависит от сериновых протеаз – прогормонконвертазы РС1 и РС2, в зависимости от экспрессии одного или обоих ферментов в клетке происходит расщепление прогормона по различным сайтам серина (Zhou, Mains, 1994; Oosterom, et al., 1999).

В литературе роль меланокортиновых пептидов обсуждается в связи с взаимодействием с пятью типами меланокортиновых рецепторов (МКР): МКР1, МКР2, МКР3, МКР4 и МКР5 (Сone, 2005). Функциональное значение белка агути и AGRP рассматривается в качестве эндогенных антагонистов этих рецепторов (Fong, et al., 1997;

Quillan, et al., 1998; Rossi, et al., 1998; Cone, 2005).

1.1.1. Общая характеристика белка агути

Белок агути состоит из 132 аминоксилот, имеет сигнальную последовательность на С-конце (Bultman, et al., 1992). У грызунов в норме белок агути экспрессируется только в коже (Bultman, et al., 1992) и участвует в регуляции окраски шерсти (Lu, et al., 1994; Yang et al., 1997). В коже меланоциты экспрессируют МКР1, с которыми связывaется -МСГ, что приводит к aктивации аденилатциклазы и по цАМФзависимому пути вызывает увеличение экспрессии тирозиназы – фермента, влияющего на синтез меланинов (эумеланина и фэомеланина) (Furumura, et al., 1996).

Белок агути связывается с МКР1 и блокирует действие -МСГ, что приводит к снижению внутриклеточного уровня цАМФ и, соответственно, вызывает уменьшение тирозиназы. Таким обрaзом, белок агути функционирует в коже как антагонист МКР1 (Lu, et al., 1994; Sakai, et al., 1997; Yang, et al., 1997). Показано, что белок агути является антагонистом и МКР2 и МКР4, которые также экспрессируются в меланоцитах (Lu, et al., 1994; Yang, et al., 1997), но связывается с этими рецепторами с гораздо меньшей aффинностью, чем с МКР1 (MacNeil, et al., 2002; Chai, et al., 2003; Chai, et al., 2005). В ряде исследований демонстрируется влияние белка агути на мелaногенез независимо от -МСГ, как обратного агониста МКР1 (Hunt, Thody, 1995; Graham, et al., 1997; Sakai, et al., 1997; Slominski et al., 2005).

У человека механизмы регуляции пигментaции в настоящее время до конца не выяснены. Показано, что у человека МКР1 играют важную роль в формировании цвета волос, пигментации кожи, индивидуального ответа на загар, риска развития меланомы У человека -МСГ и АКТГ связываются с МКР1 с (Abdel-Malek, et al., 2001).

практически одинаковой аффинностью, а в коже продукция АКТГ выше, чем -МСГ. У человека, по-видимому, АКТГ играет важную роль в регуляции пигментации. Показано, что у человека белок агути принимает участие в регуляции цвета волос и глаз (Kanetsky, et al., 2002).

Кроме того, у человека белок агути может влиять на функцию адипоцитов, поскольку показано, что в отличие от животных, у человека в норме белок агути экспрессируется и в жировой ткани (Dinulescu, et al., 2000; Smith, et al., 2003). Белок агути в адипоцитах мышей повышает экспрессию лептина и активность ферментов метаболизма липидов (Claycombe, et al., 2000).

1.1.2. Общая характеристика AGRP

AGRP по своей структуре очень похож на белок агути, по этому и был назван агути-подобным белком (Ollman, et al., 1997). У человека AGRP также состоит из 132 аминокислот (на 80% идентичен таковому у мыши). Он содержит сигнальную последовательность и насыщенный цистеином С-концевой участок, десять из которых формируют пять дисульфидных мостиков (Shutter, et al., 1997). У человека и грызунов AGRP экспрессируется преимущественно в головном мозге (в гипоталамусе), но также и в периферических тканях (в коре надпочечников, в семенниках, легких и почках) в небольших количествах (Ollmann, et al., 1997; Charbonneau, et al., 2004; Stutz, et al., 2007). У мышей экспрессия AGRP также выявлена и в подкожной жировой клетчатке (Charbonneau, et al., 2004).

В ЦНС экспрессия AGRP выявлена только в нейронах аркуатного ядра гипоталамуса (АРК). Показано, что промолекула AGRP подвергается пострансляционным модификациям и при помощи проконвертаз 1 и 3 (которые экспрессируются в AGRPергических нейронах) и превращается в несколько активных фрагментов (25-51, 54-82 и 83-132, Ollmann, et al., 1997; рис. 1). Наиболее биологически активным фрагментом считается AGRP 83-132, который отщепляется от С-концевого участка исходной молекулы. Именно эта форма AGRP оказывает действие на МКР и лучше всего изучена (Quillan, et al., 1998; Goto, et al., 2003). Другие фрагменты AGRP 25-51 и 54-82 не связаны с действием на МКР, но также обладают биологической активностью (Quillan, et al., 1998; Goto, et al., 2003; Pritchard, White, 2005).

Рис. 1. Схема, демонстрирующая строение промолекулы AGRP человека (по: Ollmann, et al., 1997).

Показано, что в нейронах АРК (по-видимому, не во всех) AGRP колокализован с NPY (нейропептид-Y) и с ГАМК (Hahn, et al., 1998; Schwartz, Mortin, 2002; Luquet, 2005). Их отростки выявлены не только на различных нейронах гипоталамуса, но и в других областях мозга (Bagnol, et al., 1999; Haskell-Luevano, et al., 1999).

Функциональное значение AGRP (а именно фрагмента 83-132) в литературе в основном обсуждалось в связи с его участием в регуляции пищевого поведения как орексигенного (активирующего аппетит) фактора. Первоначально эти сведения были получены на основании результатов экспериментов с внутрижелудочковым введением AGRP, которые демонстрировали увеличение аппетита и увеличение с-Fos иммунореактивности в латеральном гипоталамусе – областях, участвующих в регуляции пищевого поведения. В дальнейшем было показано, что AGRP 83-132 обладает способностью связываться с МКР3 и МКР4 и, таким образом, блокирует передачу сигнала -МСГ, что и приводит к изменению энергетического баланса и активации аппетита (Rossi, et al., 1998; Stanley, et al., 2001; Schwartz, Mortin, 2002). Данные оптогенетики демонстрируют взаимосвязь между активацией AGRP-экспрессирующих нейронов АРК и пищевым поведением (Matthew, et al., 2013).

Многочисленные исследования проведены на нокаутных животных и их результаты демонстрируют развитие ожирения и изменение углеводно-жирового обмена при мутации МКР4 (Graham, et al., 1997; Shutter, et al., 1997; Ebihara, et al., 1999;

При активации экспрессии AGRP наблюдалось ожирение, Stutz, et al., 2005).

аналогично тому, что наблюдалось у мышей, нокаутных по гену MКР4 (Marks, Cone, 2001). Однако у мышей, нокаутных по гену AGRP, отличий по фенотипу и пищевому поведению не наблюдалось. Авторы предположили, что это связано с существованием компенсаторных механизмов (Gantz, Fong, 2003).

Функциональное значение других фрагментов AGRP в этих исследованиях не рассматривалось. Их функциональное значение связывают с трансмембранным белком синдекан-3, которому отводят роль корецептора (Irani, et al., 2004). Синдекан-3 относится к семейству поверхностно-клеточных гепаран-сульфат протеогликанов, способных связывать различные внеклеточные пептиды, гормоны и ростовые факторы.

Он экспрессируется в гипоталамусе, в частности, в латеральной его части, ПВЯ и перивентрикулярном ядрах, дорзомедиальных ядрах, АРК. Показана важная роль синдекана-3 в регуляции потребления пищи и энергетического баланса (Reizes, et al., 2003; Strader, et al., 2004). Механизмы его действия в настоящее время не достаточно изучены. Синдекан-3 имеет эктодомен, который в результате протеолитического отщепления может находиться в растворенной, не связанной с мембраной форме.

Предполагают, что и сам эктодомен способен оказывать непрямое паракринное действие на регуляцию энергетического баланса, так как при отщеплении эктодомена происходит снижение потребления пищи (Reizes, et al., 2003).

Исследования, проведенные на людях, свидетельствуют об увеличении AGRP в периферической крови при увеличении массы тела и ожирении (Katsuki, et al., 2001).

Эти данные, по-видимому, свидетельствуют об увеличении экспрессии AGRP в периферических тканях, а также и о нейроэндокринной функции AGRP.

Показано, что AGRP 83-132 может оказывать свои эффекты независимо от меланокортиновых пептидов, действуя, очевидно, как обратный агонист МКР4 (Marsh, et al., 1999; Tolle, Low, 2008). Способность AGRP передавать сигнал через МКР4 может быть обусловлена тем, что -МСГ и AGRP связываются с разными участками этого рецептора (Dhillo, et al., 2002). Предполагают, что AGRP также может передавать сигнал и через другие, пока неизвестные, рецепторы (Tolle, Low, 2008). Кроме того, в экспериментах in vitro показано, что у мышей в гипоталамусе AGRP повышает свою собственную экспрессию 2004), однако механизм этих (Charbonneau, et al., взаимодействий не известен. Таким образом, имеющиеся в литературе сведения о механизмах действия AGRP несколько противоречивы и требуют дальнейшего изучения.

Регуляция экспрессии AGRP осуществляется различными факторами. На AGRPергических нейронах обнаружены рецепторы к лептину (гормону жировой ткани), инсулину, грелину и др. (Charbonneau, et al., 2004). Уровень мРНК AGRP в гипоталамусе возрастает натощак, когда уровень лептина падет (Hahn, et al., 1998).

Таким образом, показано тормозное влияние лептина, инсулина, а также PYY, и активирующие влияние грелина и кортикостероидов на AGRP-экспрессирующие нейроны. Высказывается мнение о том, что AGRP не влияют на пищевое поведение в обычных, спокойных, условиях, а включаются во время стресса или других непривычных и неприятных обстоятельствах (Matthew, Кроме et al., 2013).

гормональной метаботропной регуляции AGRP-экспрессирующих нейронов была описана и нейрональная регуляция. Так их активация зависит от глутамата, действующего через NMDA рецепторы. В недавней работе было показано участие астроцитов в ингибировании AGRP нейронов через аденозин 1 рецепторы. В модели мышей со встроенным GPCR в промотер glial fibrillary acidic protein (GFAP) после активации астроцитов было показано уменьшение потенциала действия AGRP нейронов (Yang, 2015). Таким образом, AGRPергические нейроны являются своеобразными функциональными посредниками между нейронами-мишенями, которые они контролируют, получая сигналы как от периферических тканей, так и от других нейронов мозга. Поэтому анализ распределения AGRPергических отростков в мозге и установление морфофункциональных взаимосвязей с нейронами, ответственными за контроль различных функций мозга, будет свидетельствовать и об участии AGRPергических нейронов в контролировании этих же функций.

отростки в гипоталамусе выявлены в AGRP-иммунопозитивные нейросекреторных ПВЯ и СОЯ, в преоптической области гипоталамуса, а также в ядрах амигдалы, в среднем мозге, парабранхиальном ядре, в голубом пятне, ядре одиночного тракта и др. Идентификация AGRP в заднем нейрогипофизе, свидетельствует о том, что он может выводиться в общий кровоток, что предполагает его нейросекреторную функцию (Bagnol, et al., 1999; Haskell-Luevano, et al., 1999). В связи с этим показано, что AGRP, кроме участия в регуляции энергетического гомеостаза, может также влиять на эндокринные функции организма, в частности, на активность ГГНС (Stutz, et al., 2005). В экспериментах in vivo и in vitro показано, что AGRP, независимо от -МСГ, стимулирует продукцию CRF в ПВЯ гипоталамуса, что приводит к повышению уровня АКТГ в крови (Dhillo, et al., 2002). Так же показано, что AGRP участвует в регуляции выведения ГАМК (Tong, et al., 2008) в АРК.

Использование молекулярных подходов позволило показать влияние AGRP на другие формы поведения (кроме пищевого). После введения крысам AGRP 83-132 в желудочек мозга (Tang-Christensen, et al., 2004) было показано увеличение пищевого поведения и уменьшение спонтанной двигательной активности. В работе на трансгенных мышах с глутаматергическими нейронами, меченными GFP, показано присутствие AGR-отростков вокруг этих нейронов в вентральномедиальном ядре гипоталамуса. В этой работе AGRP оказывал тормозное влияние на глутаматергические нейроны, также как и агонисты МКР3/4, в то время как искусственный антагонист этих рецепторов приводил к возбуждению глутаматергических нейронов вентромедиального ядра гипоталамуса. Также было показано уменьшение пресинаптического высвобождения глутамата, частоты EPSC и mEPSC, что позволило предположить авторам непрямое влияние AGRP на пресинаптические рецепторы глутаматергических и ГАМКергических нейронов (Fu, van den Pol, 2008). AGRP также оказывает тормозное влияние на ПОМК нейроны, вызывая их гиперполяризацию за счет изменения мембранной проницаемости для ионов K+, по-видимому, ингибируя МКР3 и МКР4 как антагонист и обратной агонист этих рецепторов. Таким образом, AGRP может оказывать ингибируещее влияние на позитивную обратную связь меланокортинов (Smith, 2007).

Анализ распределения AGRP-иммунореактивных отростков в мозге свидетельствует, что они присутствуют в различных дофаминергических и норадренергических областях (Bagnol, et al., 1999; Романова, 2012; Михрина, Романова, На мышах было показано модулирующее действие AGRP на потребление 2013).

алкоголя: введение AGRP 83-13) приводило к увеличению потребления этанола у мышей, и наоборот, мыши нокауты по гену agrp показывали сниженный уровень потребления алкоголя (Olney, et al., 2014). Хорошо известно, что в механизмы развития алкогольной зависимости вовлечены дофаминергические нейроны мозга (Шабанов, и др., 2002). Также на крысах был показан эффект AGRP 83-132 после введения в 3 желудочек на кокаиновую двигательную сенситизацию, однако при введении непосредственно в прилежащее ядро (nucleus accumbens - nAcc) не было обнаружено изменений по данному типу двигательной активности, что расходилось с данными об участии МКР4 в и их агонитов через nAcc в регуляции выработки кокаиновой зависимости и связанных с этим стереотипных явлений (Alserda, et al., 2013). За последние 2 года в литературе появились работы, свидетельствующие об участии AGRP в регуляции функциональной активности дофаминергических нейронов (Михрина, Романова, 2013; Roseberrya, et al., 2015). Нам также не известны исследования, показывающие роль AGRP в регуляции норадренергических нейронов мозга.

Известно, что дофамин и норадреналин участвуют в регуляции нейросекреторных центров гипоталамуса (ПВЯ и СОЯ), где, как говорилось выше, выявлены AGRPергические отростки. Каково функциональное значение факта присутствия AGRP и в областях локализации катехоламинергических нейронов и в областях локализации их мишеней – не известно.

1.1.3. Экспрессия МКР3 и МКР4 в мозге млекопитающих

Каждый из пяти типов МКР является продуктом отдельного гена (Mountjoy, 1992). Вместе они представляют отдельное семейство G-связанных рецепторов с семью трансмембранными доменами. Все пять форм МКР функционально связаны с аденилатциклазой и их активация вызывает активацию цАМФ-зависимого сигнального пути. МКР содержат в своей структуре участки, узнаваемые протеинкиназой-С и протеинкиназой-A (Mountjoy, et al., 1992), что указывает на возможность фосфорилирования.

Для МКР, в отличие от других G-связанных рецепторов, не выявлена возможность рециклинга рецептора или лиганда (Gao, et al., 2003)). При длительном воздействии агониста интернализация рецепторов приводит к снижению их активности десенситизации рецепторов (Wong, Minchin, 1996; Baig et al., 2002). При связывании с антагонистом не происходит интернализация рецептора, комплекс лиганд-рецептор остается на мембране клетки (Gao, et al., 2003). Кроме того, что присутствие антагониста подавляет интернализацию комплекса агонист-рецептор, воздействие антагонистов ингибирует также спонтанную интернализацию, что обеспечивает его действие как инверсного агониста, т.е. снижение активности рецептора в отсутствие агониста (Shinyama, et al., 2003). Таким образом, с одной стороны, интернализация рецептора меланокортинов при длительном воздействии агониста вызывает десенситизацию рецепторной клетки, регулируя таким путем активность рецептора и рецепторной передачи. С другой стороны, медленная диссоциация комплекса рецептор-агонист, характерная для рецепторов этого типа, может играть важную роль в передаче сигнала, опосредуемого МКР. После интернализации такой комплекс в течение продолжительного времени может быть вовлечен в передачу сигнала (Gao, et al., 2003) (цит. по: Левицкая, 2007).

Различные типы МКР имеют значительное структурное сходство, но различаются по аминокислотному составу, по локализации в тканях и аффинности связывания с их агонистами и антагонистами (Abdel-Malek, et al., 2001; Irani, et al., 2004). Широкое распространение МКР обеспечивает вовлечение их в различные физиологические процессы. В ЦНС в основном выявлены МКР3 и МКР4.

МКР3 в большом количестве экспрессируются в гипоталамусе, таламусе, гиппокампе, центральном ядре амигдалы, коре больших полушарий, в парабранхиальном ядре, VTA, продолговатом мозге, ядрах шва (Bagnol, et al., 1999; Roselli-Rehfuss, al., В АРК выявлена локализация МКР3 на ПОМК- и AGRP-эргических нейронах, 1993).

что, по-видимому, свидетельствует об участии МКР3 в передаче сигналов между ними (Roselli-Rehfuss, et al., 1993). Введение специфического антагониста МКР3 приводило к увеличению частоты IPSC в ПОМК нейронах, и, как следствие, к уменьшению мРНК ПОМК. Эти данные позволяют рассматривать МКР3 как ауторецепторы, вовлеченные в петлю обратной связи (Olney, 2014). МКР3 связываются со всеми меланокортинами с одинаковой аффинностью. Некоторые данные показывают, что сверхэкспрессия МКР3 может приводить к усилению высвобождения запасов Ca2+ (Renquist, et al., 2011).

Существуют данные об активации через MКР3 фосфоинозитольного пути, который может приводить к активации ERK1/2 модуля MAPK-киназного каскада (Konda, et al., 1994; Chai, et al., 2003).

МКР4 в ЦНС выявлены в гипоталамусе, таламусе, коре больших полушарий, амигдале, стриатуме, стволе мозга (Mountjoy, et al., 1992; Lipper, et al., 2014). Через МКР4 в ЦНС регулируется пищевое поведение, активность центральных звеньев гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, энергетический обмен (Krude, Gruters, 2000; Cone, 2005), ведущую роль при этом отводят МСГ. У мышей-нокаутов по МКР4, так же как и у людей с различными мутациями по этому гену, развивается гиперфагия и ожирение и, как следствие, развитие депрессий и ментальных расстройств.

Также высказывается предположение, что чрезмерный грумминг и некоторые виды стереотипического поведения (синдром потягивания-зевания), вызванные введением АКТГ и особенно -МСГ, осуществляются именно через MКР4 (Wikberg, et al., 2000).

Эксперименты, недавно проведенные на крысах, демонстрируют, что введение агонистов МКР4 в nAcc приводило к уменьшению потребления этанола, что свидетельствует об участии МКР4 в регуляции потребления алкоголя (Olney et al, 2014).

Также как и для МКР3 показана связь МКР4 с активацией ERK1/2 модуля через фосфоинозитольный путь (Vongs, et al., 2004).

Таким образом, представленные данные свидетельствуют о том, что МКР3 и МКР4 вовлечены в реализацию различных эффектов меланокортинов. Однако МКР3, повидимому, является менее специализированным. В регуляции пищевого поведения MКР4 главным образом влияет на потребление пищи, а MКР3 может регулировать жировые запасы метаболическим путем (Raffin-Sanson, 2003). Методом двойной гибридизации in situ показано, что оба типа рецепторов могут присутствовать в одном нейроне (Bagnol, 1999). Эти рецепторы выявлены в дофамин- и et al., норадренергических структурах мозга, однако данных об их роли в регуляции катехоламинергических нейронов в литературе не достаточно.

В литературе высказывается предположение об участии МКР в развитии нервной системы (Wikberg, et al., 2000). Существуют данные о том, что в эмбриональном мозге MКР4 начинают экспрессироваться раньше МКР3: их экспрессия выявлена на 18 день эмбриогенеза, когда MКР3 отсутствовали (Kistler-Heer, et al., 1998). Однако результаты нашего исследования демонстрируют экспрессию МКР3 в мозге эмбрионов на стадии Е20+ (Романова, и др., 2014).

1.2. Общая характеристика катехоламинергической системы 1.2.1. Биосинтез катехоламинов в мозге Катехоламины – биогенные амины, которые являются производными L-тирозина

– аминокислоты, поступающая в организм с пищей, а также в небольших количествах синтезирующаяся в печени из фенилаланина. С помощью активного транспорта Lтирозин поступает в нервное окончание, где в несколько последовательных этапов будет преобразоваваться в ДОФА (L-ДОФА), дофамин, норадреналин и адреналин. Каждый из этих этапов должен осуществляться благодаря присутствию соответствующего фермента: тирозингидроксилазы (ТГ), ДОФА-декарбоксилазы (или декарбоксилазы ароматических L-аминокислот), дофамин--декарбоксилазы (ДБГ), N-метилтрансферазы.

(рис. 2). Таким образом, присутствие в клетке следующего фермента будет определять, какой из катехоламинов будет синтезироваться.

Представленная иллюстрация демонстрирует, что для синтеза дофамина необходимо 2 фермента (ТГ и ДОФА-декарбоксилаза), а норадреналина – 3 (ТГ, ДОФА-декарбоксилаза и ДБГ).

Показано, что в дофаминергических нейронах присутствуют оба фермента (Угрюмов, 1999) либо в одной клетке, либо в разных, что обеспечивает корпоративный синтез, направленный на увеличение уровня дофамина. В норадренергических нейронах присутствует еще и третий фермент - ДБГ. Но в норадренергических нейронах нет следующего фермента – N-метилтрансферазы, который есть в адренергических нейронах.

Рис. 2. Этапы биосинтеза катехоламинов.

1.2.2. Регуляция синтеза тирозингидроксилазы Ключевым ферментом синтеза всех катехоламинов является ТГ, который присутствует во всех типах катехоламинергических нейронов. ТГ, превращая L-тирозин в 3,4-дигидроксифенилаланин, используя в качестве кофакторов тетрагидробиоптерин, молекулярный кислород и Fe3+. У крысы ТГ представляет собой гомотетрамер, у человека и высших примат выявлено несколько альтернативных сплайс-форм, которые могут образовывать и гомо и тетрамеры. В тетрамеризации участвует лейциновая молния С-домена каждой субъединицы.

Регуляция ТГ наиболее изучена и является достаточно сложной совокупностью различных механизмов, часто перекрещивающихся между собой на нескольких уровнях.

Существует долговременная регуляция синтеза ТГ при участии транскрипционных факторов, влияющих на его экспрессию, альтернативный сплайсинг и пострансляцинный процессинг. Также в ответ на различные физиологические стимулы существует краткосрочная регуляция активности ТГ, включающая обратное ингибирование фермента катехоламинами и их метаболитами, ее фосфорилирование по четырем остаткам серина регуляторного домена: серин-8, -19, -31 и -40 (рис.3). В фосфорилировании ТГ по этим сайтам принимают участие различные киназы. Однако основная активация ТГ (почти в 20 раз), происходит благодаря фосфорилированию фермента по серину-40 с участием ПК-А, ПК-С и СаМ-PKII. В работе на переживающих срезах стриатума было показано, что активация Д2- рецепторов дофамина приводит к уменьшения уровня ТГ (серин-40). Наиболее вероятным механизмом действия Д2 рецепторов здесь является ингибирование цАМФ-зависимых протеинкиназ (Lindgren, 2001). Причем после фосфорилирования с помощью СаМ-PKII по серину-19 и -40.ТГ образует комплекс с белком 14-3-3, который способствует увеличению активности фермента, возможно за счет усиления стабильности фермента, предотвращая его дефосфорилирование фосфатазой PP2A (Ishimura, 1988; Kleppe, 2001). Остальные пути фосфорилирования приводят к гораздо меньшей активации, при этом в фосфорилировании серина-31 участвует ERK1/2 киназы и Cdk5 киназа; PRAK фосфорилирует только серин-19, а CaM-PKII фосфорилирует и серин-19 и -40, но преимущественно по серину-19 (Daubner, et al., 2011). В ответ на действие in situ таких факторов как NGF, брадикинин, мускарин, АТФ, форбол, а также деполяризующих агентов, ERK1/2 киназа фосфорилирует ТГ по серину-31. При этом ERK1/2 активируется ПК-С зависимым и ПК-С независимым сигнальными путями (Peter, Dunkley, 2004).

Одним из механизмов регуляции активности ТГ является механизм обратной связи, в ходе которого продукты распада катехоламинов подавляют активность ТГ, конкурируя с птерином за место связывания в каталитическом центре фермента. С помощью массспектрофотометрической методики показано, что дофамин связывается с железом в активном сайте фермента. Известно, что фосфорилированная форма ТГ является менее стабильной, чем ее нефосфорилированный аналог, однако присутствие кислорода, тирозина, ингибиторов обратной связи (катехоламинов и их метаболитов) стабилизирует фермент (Kumer, Vrana, 1996; Daubner, et al., 2011). В различных работах с вставкой аминокислотных остатков для имитирования состояния фосфорилирования in vitro было показано, что для активации фермента достаточно фосфорилирования ТГ по одному из сайтов, при этом фосфорилирование по серину-8 не приводит к изменению активности (Daubner, et al., 2011). Фосфорилирование ТГ при участии ПК-А по серину-40 приводит к уменьшению константы Михаэлиса-Ментэн для тетрагидроптерина и к увеличению константы ингибирования для ингибиторов обратной связи, метаболитов дофамина и самого дофамина. Результатом таких кинетических изменений становится то, что ТГ намного эффективнее использует лимитированное количество и менее BH4 чувствительна к обратному ингибированию (Kumer, Vrana, 1996). Различные факторы как ГАМК, глутамат, пролактин, опиоиды, сам дофамин действуют на дофаминергические нейроны через свои рецепторы, влияя на многочисленные сигнальные каскады. Это приводит к изменению экспрессии ТГ, степени ее фосфорилирования, выбросу уже накопленных секреторных гранул с дофамином в синаптическую щель или в кровоток случае нейросекреции). Различные (в физиологические факторы как глюкокортикоиды, температурный или иммобилизационный стресс, введение наркотических веществ приводят к изменению уровня мРНК ТГ. Низкотемпературный стресс вызывает увеличение как мРНК ТГ, так и ее активности в хромаффинных клетках мозгового вещества надпочечников (Stachowiak, et al., 1985). Показано участие никотиновых холинорецепторов в этом ответе, которое приводит к деполяризации хромаффинных клеток мозгового вещества надпочечников, запуская каскад событий, увеличивающих уровень мРНК ТГ, самого белка и активности фермента. В ЦНС также был показан деполяризущий эффект, при котором электроконвульсивный шок индуцировал увеличение мРНК ТГ в норадренергических нейронах голубого пятна (LC - locus coeruleus), однако в дофаминергических нейронах черной субстанции (SN - substantia nigra) не было показано изменений на транскрипционном уровне (Kilbourne, 1992; Kapur 1993).

Различные химические агенты также действуют отлично в зависимости от принадлежности катехоламинергических нейронов к той или иной группе. Так резерпин приводит к увеличению активности ТГ в надпочечниках, периферических симпатических клетках, норадренергических нейронах LC, но не приводит к изменению активности фермента в SN. Разрушение серотонинергических нейронов также приводит к увеличению уровня ТГ в LC без изменений в SN. Известно, что кокаин приводит к увеличению мРНК фермента, самого белка и активности фермента, по-видимому, связываясь с AP1 и CRE сайтами в промоторе гена ТГ (Kumer, Vrana, 1996). Диазепам, никотин, галоперидол, NGF, EGF также стимулируют активность ТГ и ее мРНК. Однако не всегда изменения на уровне мРНК совпадают с уровнями белка и активности фермента, что свидетельствует о пострансляционной регуляции ТГ (Tank, 2008).

Введение форсколина в SN приводит к увеличению мРНК ТГ, но не белка. В различных моделях цАМФ показан как сильный индуктор транскрипции гена ТГ и е мРНК.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
Похожие работы:

«ВОНДИМТЕКА ТЕСФАЙЕ ДЕССАЛЕГН ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОРГАНИЗМА В УСЛОВИЯХ ГОРНОЙ ГИПОКСИИ И СУБТРОПИЧЕСКОГО КЛИМАТА ЭФИОПИИ 03.03.01 Физиология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор М.Т. Шаов Нальчик-2015 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. ОБЗОР...»

«ЕРМОЛИН Сергей Петрович ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ОРГАНИЗМА ВОЕННОСЛУЖАЩИХ В УСЛОВИЯХ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 03.03.01 – Физиология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Гудков А.Б. Архангельск 2015 стр. СОДЕРЖАНИЕ СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И...»

«ЕРМОЛИН Сергей Петрович ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ОРГАНИЗМА ВОЕННОСЛУЖАЩИХ В УСЛОВИЯХ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 03.03.01 – Физиология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Гудков А.Б. Архангельск 2014 СОДЕРЖАНИЕ стр. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И...»

«Радюкина Наталия Львовна ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ ДИКОРАСТУЩИХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОМ ДЕЙСТВИИ СТРЕССОРОВ Специальность 03.01.05 – «физиология и биохимия растений» Диссертация на соискание учёной степени доктора биологических наук Научный консультант – чл.-корр РАН Кузнецов Вл.В. Москва – 2015 ОГЛАВЛЕНИЕ Список сокращений...»

«Котельникова Светлана Владимировна НЕЙРОЭНДОКРИННЫЙ ГОМЕОСТАЗ В УСЛОВИЯХ ТОКСИЧЕСКОГО СТРЕССА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ОСВЕЩЕННОСТИ Специальность 03.03.01 – физиология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант доктор биологических наук, профессор Д.Л....»

«Митин Игорь Николаевич Психофизиологическая адаптация как ведущий фактор обеспечения безопасности дорожного движения 05.26.02. Безопасность в чрезвычайных ситуациях (медицина катастроф) Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный руководитель доктор биологических наук, профессор В. Ю. Щебланов Москва,...»

«Хайбуллина Светлана Францевна МОЛЕКУЛЯРНЫЕ И КЛЕТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПАТОГЕНЕЗА ХАНТАВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ 14.03.03 – патологическая физиология Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук Научный консультант: д.б.н., доцент Ризванов А.А. КАЗАНЬ – 2015 ОГЛАВЛЕНИЕ ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ 1.1 Актуальность исследования ГЛАВА 2. ОБЗОР...»

«Куценко Диана Олеговна Особенности структуры пространственной организации ЭЭГ при различных клинических вариантах проявления депрессивного синдрома 03.03.01 – физиология. Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный руководитель: Д.б.н. В.Т. Шуваев Консультант: К.м.н. А.А. Ивонин Санкт-Петербург 2015 Содержание Введение 3 1. Обзор...»

«21 мая 2014 года на заседании Диссертационного совета Д.002.044.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН состоялось рассмотрение диссертации Карантыш Галины Владимировны «Онтогенетические особенности поведенческих реакций и функциональных изменений в мозге крыс в моделях ишемии/гипоксии» на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 03.03.01 – «Физиология». Присутствовало на заседании _20_...»

«КИРЕЕВА НАТАЛИЯ СЕРГЕЕВНА ПОСЛЕОПЕРАЦИОННОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПАЦИЕНТОВ ПРИ ДЕКОМПРЕССИВНЫХ ВМЕШАТЕЛЬСТВАХ ПО ПОВОДУ ШЕЙНОЙ СПОНДИЛОГЕННОЙ МИЕЛОПАТИИ (КЛИНИКО-НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) 14.01.11 – нервные болезни 14.01.18 – нейрохирургия ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научные руководители: Доктор медицинских наук Шахпаронова Н.В. Доктор медицинских наук...»

«Сафина Татьяна Владимировна ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АСИММЕТРИИ ПОЛУШАРИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА В РЕГУЛЯЦИИ ЭРГОТРОПНЫХ И ТРОФОТРОПНЫХ ФУНКЦИЙ Специальность 03.03.01 – физиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный...»

«ГУРЬЯНОВА ЮЛИЯ ВИКТОРОВНА ПОВЫШЕНИЕ ЗИМОСТОЙКОСТИ И ПРОДУКТИВНОСТИ ЯБЛОНИ РЕГУЛИРОВАНИЕМ УСТОЙЧИВОСТИ ПОКОЯ ОРГАНИЧЕСКИМ И МИНЕРАЛЬНЫМ ПИТАНИЕМ 06.01.08 – плодоводство, виноградарство Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук Научный консультант, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Воробьев Вячеслав Филиппович Москва 2015 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ..4 1....»

«УЛЬЯНОВ Владимир Юрьевич ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ И САНОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ГОМЕОСТАЗА В ОСТРОМ И РАННЕМ ПЕРИОДАХ ТРАВМАТИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ...»

«ГОРШЕНЁВА ЕКАТЕРИНА БОРИСОВНА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЛИЯНИЯ УГЛЕРОДНОГО НАНОСТРУКТУРНОГО МАТЕРИАЛА «ТАУНИТ» НА ОРГАНИЗМ САМОК БЕЛЫХ МЫШЕЙ И ИХ ПОТОМСТВО 03.03.01 – физиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель Османов Эседулла Маллаалиевич доктор медицинских...»

«Мезенцева Ольга Александровна ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ СТУДЕНТОВБАКАЛАВРОВ МЛАДШИХ И СТАРШИХ КУРСОВ С УЧЕТОМ ИХ ЦЕННОСТНЫХ ОРИЕНТАЦИЙ 03.03.01. Физиология Диссертация на соискание учной степени кандидата биологических наук Научный руководителькандидат биологических наук, профессор Овсянникова Н. Н. Москва...»

«Иванов Андрей Дмитриевич ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОТЕКТОРНЫХ СВОЙСТВ НЕЙРОТРОФИНОВ ПРИ УГНЕТЕНИИ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ В ГИППОКАМПЕ БЕТА-АМИЛОИДНЫМ ПЕПТИДОМ Специальность 03.03.01 – «Физиология» Специальность 03.01.03 – «Молекулярная биология» Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научные руководители: кандидат биологических наук Владимир...»

«Фролов Александр Акимович Функциональные особенности респираторной системы в предродовом периоде и в родах в зависимости от стереоизомерии женского организма и их влияние на состояние плода 03.03.01 физиология 14.01.01 акушерство и гинекология Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук...»

«Мезенцева Ольга Александровна ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ СТУДЕНТОВБАКАЛАВРОВ МЛАДШИХ И СТАРШИХ КУРСОВ С УЧЕТОМ ИХ ЦЕННОСТНЫХ ОРИЕНТАЦИЙ 03.03.01. Физиология Диссертация на соискание учной степени кандидата биологических наук Научный руководителькандидат биологических наук, профессор Овсянникова Н. Н. Москва...»

«Палий Иван Николаевич ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ AGASTACHE FOENICULUM PURSH. И NEPETA CATARIA VAR. CITRIODORA BECK. В УСЛОВИЯХ ЮЖНОГО БЕРЕГА КРЫМА 03.01.05 – физиология и биохимия растений Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук Ильницкий О.А. Оглавление ВВЕДЕНИЕ 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА О...»

«К О З ЛО В А ДАРЬЯ ИГОРЕВНА ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ И РЕГУЛЯЦИИ МЕТАЛЛОПЕПТИДАЗЫ НЕПРИЛИЗИНА В МОЗГЕ И ПЛАЗМЕ КРОВИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ С п е ц и а л ьн о с ть 03.01.04 – биохимия 03.03.01 – физиология Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук Научные руководители доктор биологических наук Журавин Игорь Александрович...»









 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.