ТКАНЕВЫЕ БАРЬЕРЫ: МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ ГЕМАТОЭНЦЕФАЛИЧЕСКОГО БАРЬЕРА
TISSUE BARRIERS: MOLECULAR BASES OF THE BLOOD-BRAIN BARRIER
57.053; 612.81
ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра Общей физиологии, Санкт-Петербург, Россия
Резюме на русском:500 символов с пробелами
Гематоэнцефалический барьер являются структурой, обеспечивающей компартментализацию внутренней среды организма. Показано наличие в эндотелии сосудов мозга клаудинов, обеспечивающих повышение барьерных свойств эпителия, и других клаудинов, образующих межклеточные поры для транспорта ионов и воды. Преднизолон изменяет уровень этих групп клаудинов, что может приводить к изменению проницаемости гематоэнцефалического барьера. Астроциты влияют на барьерные свойства эндотелия кровеносных сосудов мозга.
Abstract on English:
The blood-brain barrier is a structure that ensures the compartmentalization of the inner milieu. The presence of tightening and poorforming claudins in the endothelium of cerebral vessels is shown. Prednisolone changes the level of these claudine groups, which can lead to a change in the permeability of the blood-brain barrier. Astrocytes affect the barrier properties of the endothelium of the blood vessels of the brain.
Ключевые слова: тканевые барьеры, мозг, эндотелий, проницаемость, белки плотных контактов, клаудины, преднизолон
tissue barrier, brain, endothelium, permeability, tight junction proteins, claudins, prednisolone
Основной текст тезисов: Объем текста тезисов - не более 4500 символов, с учетом пробелов. Список литературы не более 1000 символов, с учетом пробелов.
Сейчас – 5521 с пробелами.
Тканевые барьеры являются необходимым звеном компартментализации внутренней среды организма. Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) можно определить как совокупность тесно взаимодействующих между собой тканевых структур и физиологических механизмов, контролирующих обмен веществами между кровью и центральной нервной системой с целью поддержания условий, оптимальных для функционирования мозга. По существующим представлениям ГЭБ состоит из следующих структур: ножек астроцитов, перицитов, эндотелия сосудов мозга и базальной мембраны. Главную роль в обеспечении барьерной функции ГЭБ приписывается клеткам эндотелия сосудов мозга и соединяющим их плотным контактам. Плотные контакты представляют собой межклеточные комплексы, расположенные в апикальной области плазматических мембран соседних эндотелиоцитов и формирующие парацеллюлярный барьер для ионов и макромолекул. Они состоят из различных трансмембранных белков, из которых определяющими для селективного транспорта являются белки семейства клаудина. Цель исследования состояла в изучении молекулярного разнообразия клаудинов в ткани головного мозга мышей, взаимодействию ножек астроцитов и эндотелия сосудов, влияния преднизолона на уровень клаудинов.
При исследовании ткани головного мозга методом Вестерн-блота была показана экспрессия клаудина-1,-3,-5 и -12, обеспечивающих повышение барьерных свойств эпителия, и клаудина-2 и -17, образующих межклеточные поры для транспорта ионов и воды. Лазерная конфокальная микроскопия подтверждают локализацию клаудинов в клетках эндотелия сосудов мозга мышей.
Влияние глюкокортикоидов на уровень клаудинов в ткани мозга изучали при внутримышечном введении преднизолона в дозе 70 мг/кг массы тела в течение семи дней. Преднизолон вызывает достоверное увеличение тревожности мышей (уменьшение времени в открытых рукавах лабиринта и количества свешиваний), снижение двигательной активности (количество пройденных квадратов) и исследовательского поведения (количество стоек), а также достоверное снижение массы животных и концентрации альдостерона в сыворотке крови в опытной группе. Денситометрия проб ткани мозга показала, что преднизолон вызывает достоверное снижение уровня клаудина-1, -3, (обеспечивают повышение барьерных свойств эндотелия), а также клаудина-2 и -17 (образуют межклеточные поры для транспорта ионов и воды). Уровень клаудина-5 и -12 не изменился. Таким образом, увеличение глюкокортикоидов в плазме крови может приводить к изменению проницаемости ГЭБ и компенсаторной перестройке нейрональных функции мозга. Изменение уровня клаудинов, обеспечивающих ионную проницаемость и диффузию молекул воды, в эндотелии сосудов мозга при действии глюкокортикоидов может регулировать также кислотно-щелочной баланс в ткани мозга, нарушение которого выражается в появлении симптомов отека мозга.
На мышах mdx, у которых имеется дефицит белка цитоскелета дистрофина, изучали взаимодействие между структурными компонентами ГЭБ. Мыши с недостатком дистрофина характеризуются нарушением кластеризации белков в плазматической мембране ножек астроцитов и изменением межклеточного матрикса. Поэтому исследование ГЭБ у этих мышей является методическим подходом для изучения механизмов взаимодействия астроцитов с капиллярами сосудов, то есть изучению «нейро-васкулярной единицы». Определяли уровень белков плотных контактов в ткани мозга мышей у мышей C57Bl/6 (контроль) и мышей mdx при хроническом введении преднизолона. При исследовании ткани мозга у мышей mdx было выявлено увеличение уровня клаудина-3 и -5, которые снижают ионную проницаемость в эндотелии сосудов, и увеличение окклюдина, который снижает парацеллюлярный транспорт макромолекул. Содержание клаудина-2 и -4 осталось без изменений. При хроническом введении преднизолона (7 суток) мышам mdx обнаружено снижение массы тела животных и концентрации альдостерона в плазме крови. Применение преднизолона не изменило двигательную активность (число пройденных квадратов), а также исследовательское поведение (по количеству стоек) в контрольной и опытной группах животных, но было снижено количество свешиваний. При действии преднизолона уровень клаудина-3 и -5 оставался повышенным по сравнению с мышами C57Bl/6. Таким образом, нарушение кластеризации белков в плазматической мембране ножек астроцитов приводит к изменению уровня белков, обеспечивающих парацеллюлярный транспорт в эндотелии сосудов. Повышение глюкокортикоидов в плазме крови не оказывает регулирующего влияния на уровень клаудинов в эндотелии сосудов мозга мышей mdx.
