GoogleTranslate

Ukrainian English Estonian French German Italian Latvian Lithuanian Polish Spanish
 

Шановні колеги, вітаю Вас! Науковий семінар Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України «Актуальні проблеми сучасної біохімії» продовжує свою роботу. 20-го вересня (вівторок) 2022 р. у Актовій залі Інституту о 10-30 будемо слухати Звіти за 4–е півріччя і заключні звіти стипендіатів стипендій Президента України та НАН України для молодих вчених. Доповідають:

  • стипендіат стипендії Президента України – к.б.н. Горак Ірина Романівна;
  • стипендіат стипендії НАН України –  к.б.н. Тихоненко Тетяна Михайлівна;
  • стипендіат стипендії НАН України Панас Ігор Данкович.

При цьому повідомляємо, що прийняти участь у роботі семінару можна буде й у дистанційному форматі відповідно до наступної адреси:

meet.google.com/ndn-uxyv-uii

Запрошуємо Вас до участі у роботі нашого семінару.

З повагою-                                                                      С.О.Костерін   

   

Клітинно-молекулярні механізми нейропротекторної дії вітаміну D3 за хронічного введення глюкокортикоїдів

Доповідач: науковий співробітник відділу біохімії вітамінів і коензимів, к.б.н. Лісаковська Ольга Олександрівна

e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 

Актуальність. Синтетичні глюкокортикоїди (ГК) є загально визнаними ефективними протизапальними та протиалергічними препаратами, проте їх хронічне застосування призводить до розвитку побічних ефектів, серед яких найменш дослідженими є ушкодження головного мозку. Як молекулярні механізми, що лежать в основі розвитку ГК-індукованої нейротоксичності, так і шляхи коригування цього стану на сьогодні залишаються недостатньо висвітленими. Останнім часом з’являються експериментальні дані, які свідчать, що вітамін D3 (холекальциферол) може розглядатись як пара- і аутокринний регулятор та нейростероїд, який відіграє важливу роль у функціонуванні нервової системи. З огляду на це, метою роботи було дослідити ефективність дії вітаміну D3 у запобіганні розвитку ГК-індукованих нейродегенеративних змін і когнітивно-поведінкової дисфункції та вивчити стан вітамін D-ауто/паракринної системи у головному мозку щурів.

Матеріали і методи. У щурів-самиць лінії Wistar було викликано ГК-індуковану нейротоксичність шляхом щодобового введення преднізолону (0,5 мг/кг, per os, 30 днів). Іншій групі вводили вітамін D3 (1000 МО/кг, per os, 30 днів) на фоні дії преднізолону. У роботі було використано наступні методи: поведінкові (тести відкритого поля та вимушеного плавання), гістологічні (фарбування зрізів з толуїдиновим синім або гематоксилін/еозином), електрофізіологічні (мікроелектродна реєстрація позаклітинних потенціалів нейронних мереж гіпокампа), імунологічні (ELISA, імуногістохімія), молекулярно-біологічні (ПЛР у реальному часі та вестерн-блот аналіз) та статистичні. 

Результати. За хронічного введення преднізолону було показано суттєве зменшення пулу 25-гідроксивітаміну D (25ОНD) у 3,2 рази в сироватці крові та у 2 рази у спинномозковій рідині, що супроводжується порушенням функціонування вітамін D-ауто/паракринної системи у мозку. Продемонстровано значне, імовірно компенсаторне, підвищення рівня ензиму 1α-гідроксилази (CYP27B1), що відповідає за утворення гормонально активної форми 1,25(ОН)2D3 та рецепторів вітаміну D (VDR), а також зниження вмісту мРНК ензиму катаболізму 1,25(ОН)2D3 (CYP24A1) та вітамін D-зв’язувального протеїну (VDBP) у тканині головного мозку за дії преднізолону. За даними тесту вимушеного плавання спостерігалось збільшення часу імобілізації тварин та пригнічення їх активної поведінки, що свідчить про депресивно-подібні зміни. На гістологічному рівні виявлено збільшення площі перикаріону та ядер у ділянках СА1-СА3 гіпокампу і зниження щільності клітин у CA2/CA3. На функціональному рівні ці зміни корелювали із зниженням довгострокової синаптичної пластичності CA1-CA3 зон гіпокампу, інгібуванням індукованого K+-деполяризацією процесу екзоцитозу у ізольованих нервових терміналях, а також гальмуванням Ca2+-залежного злиття везикул з синаптичними мембранами за дії преднізолону. На клітинно-молекулярному рівні було встановлено зростання вмісту нітрованих та полі-ADP-рибозильованих протеїнів без істотних змін рівня їх карбонілювання, а також виявлено підвищення вмісту маркеру апоптозу каспази-3 та збільшення кількості TUNEL-позитивних (апотичних) клітин гіпокампу, що вказує на розвиток оксидативно-нітрозативного стресу та активування процесу запрограмованої клітинної загибелі за дії преднізолону. Було показано збільшення вмісту протеїну глюкокортикоїдного рецептору (GR), мРНК ядерного фактору транскрипції κB (NF-κB р65) та посилення його специфічного фосфорилювання за різними залишками амінокислот на тлі зниження вмісту інгібітору κB (IκB-α). Вивчення вмісту маркерів запалення та Cа2+-зв’язувальних протеїнів показало активування системи рецептору активатору NF-κB (RANK)/ його ліганду (RANKL)/ остеопротегерину (OPG), підвищення рівнів трансформуючого ростового фактору бета (TGF-β), васкулярного ендотеліального ростового фактору (VEGF), остеокальцину та кальбіндіну D28K, що може свідчити про розвиток  запального процесу у нервовій тканині за навантаження ГК.

Введення холекальциферолу нормалізувало вміст компонентів D-ауто/паракринної системи у головному мозку щурів, а саме відновлювало циркуляторний пул 25OHD та рівень VDBP, а також частково знижувало експресію VDR. Встановлено антидепресивний ефект вітаміну D3, що виявлялось у скороченні часу імобілізації та стимулюванні активної поведінки. За дії вітаміну D3 спостерігалось достовірне зменшення площі перикаріону та ядра клітин в ділянці СА1 порівняно з преднізолоном та відновлення індукованого K+-деполяризацією процесу екзоцитозу у ізольованих нервових терміналях, що свідчить про оборотність змін стимульованої секреції, індукованих ГК. На клітинно-молекулярному рівні продемонстровано здатність холекальциферолу знижувати вміст маркерів оксидативно-нітрозативного стресу та клітинної загибелі, нормалізувати до рівня  контролю вміст протеїнів RANK та OPG, TGF-β, остеокальцину, а також частково знижувати вміст кальбіндіну D28K та VEGF. Показано здатність вітаміну D3 відновлювати GR-сигналювання, а також регулювати транскрипційну активність NF-κB, що може опосередковувати його нейропротекторні властивості.

Висновки. На підставі отриманих результатів дослідження клітинних та молекулярних механізмів коригувальної дії холекальциферолу за хронічного введення ГК, препарати вітаміну D3 можуть бути рекомендовані до застосування у комплексному лікуванні неврологічних та когнітивних порушень, асоційованих з тривалим введенням глюкокортикоїдів.