Химическая физика, 2021, T. 40, № 2, стр. 53-60

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важных проблем в настоящее время являются деменции альцгеймеровского типа. Несмотря на то, что прикладываются значительные усилия для исследования данной патологии и уже известны многие детали при ее развитии, механизм развития болезни Альцгеймера (БА) до сих пор неизвестен. При разработке подходов к созданию модели спорадической формы болезни Альцгеймера на животных проводили двустороннее удаление обонятельных луковиц (бульбэктомия) для инициации распространяющегося процесса дегенерации в специфических структурах мозга. У бульбэктомированных (БЭ) животных в мозге возрастает содержание β-амилоидных пептидов (βA) в период наиболее выраженного нарушения пространственной памяти. Отмечается гибель нейронов в структурах мозга, связанных с памятью. Такие нарушения в модельных экспериментах на животных являются характерными признаками развития нейродегенеративного процесса по типу болезни Альцгеймера у человека [1, 2].

Как известно, болезнь Альцгеймера характеризуется на гистологическом уровне так называемыми нейродегенеративными бляшками и нейрофибриллярными клубками, которые формируются в нейронах и состоят из гиперфосфорилированной формы внутриклеточного тау-белка. Внеклеточное отложение βА вызывает местные воспалительные процессы [3].

В отличие от амилоидных бляшек βА-воспаление коррелирует с потерей нейронов и снижением когнитивных функций при БА. Это позволяет предположить, что оно играет важную роль в прогрессировании заболевания. Накопление активных форм кислорода при БА может быть вызвано митохондриальной дисфункцией, приводящей к дефекту дыхательной цепи и, как следствие, к образованию избытка свободных радикалов кислорода и накоплению внеклеточного β-амилоида. Отложение βА вызывает местные воспалительные процессы и активирует микроглию, которая является еще одним потенциальным источником реакционных радикалов кислорода [4, 5].

Массивный синтез свободных радикалов увеличивается в процессе клеточного старения, когда происходят нарушения функции и целостности митохондриальной мембраны. При этом структура мембраны, а также ее липидные свойства очень восприимчивы к перекисному окислению липидов [6].

Важную роль в передаче, переработке и хранении информации в клетке играет липидная компонента мембран. Состояние липидной компоненты биологических мембран определяется рядом параметров: микровязкостью липидов, фосфолипидным и жирнокислотным составом, процессами пероксидного окисления липидов (ПОЛ). Возможно, ПОЛ является определяющим фактором в состоянии липидного бислоя, так как оно связано с другими характеристиками мембранных липидов [7].

При изучении структурного состояния мембран эритроцитов у людей с болезнью Альцгеймера, где в качестве структурных характеристик использовали гемолиз эритроцитов и содержание молонового диальдегида (МДА) как показатель ПОЛ, а также микровязкость липидного бислоя, обнаружено, что у всех пациентов с БА повышена текучесть обеих областей (липидной и прибелковой) мембраны эритроцитов [8]. На начальной стадии развития экспериментальной патологии, моделирующей БА у мышей, обнаружено снижение микровязкости мембран, выделенных из мозга [9].

Накапливающиеся доказательства подтверждают гипотезу о том, что окислительный стресс и ПОЛ играют важную роль в большинстве нейродегенеративных заболеваний, связанных с возрастом. Окислительный стресс при болезни Альцгеймера является ранним событием и возникает до проявления цитопатологических признаков. Поэтому считается, что окислительный стресс может играть ключевую патогенную роль при болезни.

Действительно, гибель клеток и другие нарушения при БА связаны с окислительным стрессом и оксидативными повреждениями. Мозг особенно уязвим к окислительному стрессу из-за высокого потребления кислорода, недостатка антиоксидантов по сравнению с другими органами и большого содержания липидов [10].

В клетке существует несколько сбалансированных систем, определяющих антиоксидантный статус организма, которые можно рассматривать как регуляторные. Значительное место среди них занимают как ферменты, так и природные антиоксиданты – ингибиторы процессов свободно-радикального окисления. Другие антиоксидантные механизмы зависят в значительной степени от серосодержащих аминокислот (цистеина и метионина) в белках и небелковых кофакторах, особенно от цистеинсодержащего трипептида – восстановленного глутатиона (GSH), который находится в изобилии внутри клеток [11].

Обсуждается значение редокс-дисбаланса тиолов как фактора, способствующего нейродегенеративным заболеваниям. Биологическая активность атома серы в цистеине, находящемся в виде свободной или включенной в белки и пептиды аминокислоты, является важным фактором при окислительном повреждении, эксайтотоксичности и нейродегенерации. Восстановление окислительно-восстановительного баланса важно для минимизации потери нейронов во время нейродегенерации [12].

Глутатион является одним из основных компонентов системы антиоксидантной защиты клеток млекопитающих. Он обладает множественными антиоксидантными свойствами, которые включают в себя прямое конъюгирование со свободными радикалами, ферментативную нейтрализацию свободных радикалов и регенерацию других жирорастворимых антиоксидантов, таких как витамины С и Е [13]. Глутатион снижает процессы перекисного окисления липидов, напрямую блокируя деятельность реакционных форм кислорода [14, 15]. Чрезмерная генерация последних приводит к окислительному стрессу, вызывающему нарушение гомеостаза GSH и снижение активности глютатионзависимых ферментов. [12, 16].

Несмотря на исключительность синтеза глутатиона в цитозоле, он обнаруживается во внутриклеточных пулах: в цитоплазме, ядре, митохондриях, и равномерно распределяется во внутриклеточных органеллах, чтобы контролировать по необходимости специфические отделы и функции. Внутриклеточный глутатион преимущественно находится в восстановленной форме, за исключением эндоплазматического ретикулума, где он существует в основном в окисленной форме (GSSG). Окисленный глутатион – главный источник окислительного эквивалента для обеспечения соответствующего окружения, необходимого для образования дисульфидных связей в белках. Истощение уровня митохондриального уровня GSH повышает чувствительность клеток к окислительному стрессу, такому как фактор некроза опухоли, гипоксии, β‑амилоиду, что способствует патогенетическим заболеваниям [17, 18].

Принимая во внимание существенные доказательства, подтверждающие наличие повышенного окислительного стресса при развитии нейродегенеративных заболеваний, можно утверждать, что создание биомаркеров для выявления деменции в доклинический период позволит понять суть заболеваний не только на ранних стадиях, но и при максимальных проявлениях БА. В основу экспериментальной модели спорадической формы болезни Альцгеймера была положена гипотеза о роли нарушений обонятельной системы при развитии данной патологии [1].

Целями наших исследований были изучение структурных характеристик мембран эритроцитов и анализ системы глутатиона в плазме крови мышей при развитии экспериментальной патологии, моделирующей нейродегенерацию альцгеймеровского типа на основе бульбэктомии, в сравнении с ложной операцией в сроки от двух недель до 12 месяцев после операции и контрольной группой мышей до операции.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследования проводили на мышах-самках линии NMRI [19] до операции (количество животных n = 19) и после двустороннего удаления обонятельных луковиц (n = 10) путем аспирации через трепанационное отверстие (бульбэктомия). Ложнооперированные (ЛО) животные (n = 9) подвергались аналогичной манипуляции, но без удаления обонятельных структур.

Кровь (0.2 мл), взятую из глазной вены индивидуально от каждого животного, помещали в цитратный раствор (0.4 мл) до и через 2 недели, 1, 2, 3, 6, 8 и 12 месяцев после ложной операции и бульбэктомии. Цитратный раствор крови центрифугировали в течение 10 мин при скорости вращения барабана 3000 об/мин для осаждения эритроцитов. В плазме крови определяли содержание глутатиона методом, описанным в нашей работе [20]. Осажденные эритроциты отмывали охлажденным физиологическим раствором 2–3 раза. В качестве исследуемых образцов использовали 5%-ную взвесь эритроцитов в трис-HCl-буфере. Текучесть липидного бислоя мембран определяли методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) спиновых зондов. В качестве зондов использовали стабильные нитроксильные радикалы [21] 2,2,6,6-тетраметил-4-каприлоилоксилпиперидин-1-оксил (зонд I) и 5,6-бензо-2,2,6,6-тетраметил-1,2,3,4-тетрагидро-γ-карболин-3-оксил (зонд II), синтезированные в Институте химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН.

В работе было показано, что зонд I преимущественно локализуется в поверхностном слое (глубина – 2–4 Å) липидных компонент мембраны, а зонд II – в липидах, прилегающих к белкам (глубина – 2–4 Å), что позволяет по поведению зондов I и II в мембране судить о липидно-белковых отношениях в них. Для удобства изложения мы в последующем будем называть зонд I “липидным”, а зонд II – “белковым”. Зонды вводили в пробы в концентрации 10^–4 М и инкубировали в течение 30–40 мин [22]. Каждое измерение повторялось 3–5 раз. Из полученных спектров ЭПР рассчитывали время корреляции вращательной подвижности (τ_с), характеризующее микровязкость компонентов мембраны, по формуле, τ_c = 6.65 ⋅ 10^–10∆H₊[(I₊/I_–)^0.5 – 1], приведенной в работе [23]. Регистрацию спектров ЭПР проводили на радиоспектрометре ER200D-SRC компании Brucker (Germany).

Статистическая обработка данных осуществлялась методами параметрической статистики с использованием пакетов компьютерных программ Microsoft Office Excel, Origin 6.1 и SigmaPlot 10 при статистической надежности 95% (Р < 0.05).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Наиболее удобным материалом для длительной во времени диагностики при заболевании является кровь. Поэтому, с одной стороны, были изучены изменения структурных характеристик мембран эритроцитов, а с другой – изменение содержания сульфгидрильных и дисульфидных групп в плазме крови БЭ-мышей при развитии патологического процесса, имитирующего деменцию Альцгеймеровского типа, в сравнении с ложнооперированныи и контрольными (до операции) животными на разных стадиях заболевания: от двух недель до 1, 3, 6, 8 и 12 месяцев после операции.

На рис. 1 представлены изменения микровязкости липидной фазы и прибелковых областей мембран эритроцитов у ложнооперированных и бульбэктомированных животных в разные сроки после операции. Наблюдается плавный рост микровязкости липидных областей мембран у ЛО-животных в первые 2 мес после операции. Время корреляции вращательной подвижности, τ_с, характеризующее микровязкость компонентов мембраны, увеличивается в период от 1 до 2 мес практически в 3 раза. Через 2 мес микровязкость липидных областей мембран у ЛО-животных начинает снижаться. Однако к сроку 12 мес после операции микровязкость липидной фазы у ЛО-мышей в 1.7 раза выше, чем у животных до операции – контроль (рис. 1а).

Рис. 1.

Изменение микровязкости липидной фазы (а) и прибелковых областей (б) мембран эритроцитов у мышей линии NMR1 до (0 дней) и после операции (1 – ЛО-животные, 2 – БЭ-животные) в зависимости от времени.

В то же время у БЭ-животных текучесть липидной фазы мембран в ранний период после операции (до 1 мес) не изменяется. Индукционный период сохраняется на уровне показателей контрольных животных. После идукционного периода текучесть липидной фазы мембран у БЭ-животных максимально (резко) возрастает к двум месяцам. Но уже через 2 мес после операции микровязкость липидных областей мембран у БЭ-животных резко снижается. Время вращательной корреляции у БЭ- и ЛО-мышей от 3 до 12 мес после операции соответственно в 1.5 и 1.7 раз выше, чем у контрольных животных (рис. 1а).

В прибелковых областях через две недели после операции микровязкость мембран у ЛО-животных снижается от 1.0 до 0.8 ⋅ 10^–10 с и сохраняется на этом уровне в течение 3 мес после операции. Несмотря на незначительное увеличение микровязкости в прибелковых областях в период от 6 до 8 мес, через 12 мес микровязкость у ЛО-животных снижается до показателей, обнаруженных у мышей через 3 мес после операции. Изменение микровязкости прибелковых областей мембран эритроцитов БЭ-животных носит похожий характер. Однако у БЭ-мышей в период от 1 до 2 мес после операции значения микровязкости мембран в прибелковых областях достоверно ниже, чем у ложнооперированных в этот же период. К срокам 6 и 8 мес после операции микровязкость в прибелковых областях соответственно у ЛО- и БЭ-животных возвращается к первоначальному значению (до нормы), а затем к сроку 12 мес после операции она снова снижается до значений приблизительно в 2 раза ниже, чем у контрольных животных (рис. 1б). Таким образом, текучесть как прибелковых, так и липидных областей мембран эритроцитов у БЭ-животных выше, чем у ЛО-животных практически во все сроки после операции.

Экспериментальные данные по изменению статуса глутатиона в плазме крови мышей до и после операции в сроки от двух недель до 12 месяцев представлены на рис. 2. Обнаружено, что в разные периоды развития заболевания изменение содержания восстановленного и окисленного глутатиона в плазме крови мышей контрольной группы, ложнооперированных и опытной группы после бульбэктомии выражены в разной степени. У БЭ-мышей в ранние сроки после операции (0.5 и 1 мес) уровень GSH в плазме крови превышает контрольные значения в 1.5 и 1.4 раза соответственно. Однако с постепенным прогрессированем заболевания (от 2 до 8 мес) содержание глутатиона снижается. Несмотря на достоверное повышение содержания восстановленного глутатиона в ранние сроки (до 1 мес), между уровнем GSH в плазме крови и инициацией нейродегенеративного процесса у БЭ-мышей в период от 0.5 до 12 мес наблюдается отрицательная корреляционная зависимость (r = –0.55, n = 8, P < 0.05). С развитием патологического процесса, моделирующего нейродегенерацию с применением удаления обонятельных луковиц у животных, наблюдается достоверное снижение содержания GSH в плазме крови (рис. 2а).

Рис. 2.

Изменение содержания GSH (а) и GSSG (б) в плазме крови мышей линии NMMR1 до (0 дней) и после операции (1 – ЛО-животные; 2 – БЭ-животные; 3 – ЛО-животные, коэффициент корреляции r = 0.03; 4 – БЭ-животные, коэффициент корреляции r = –0.55, n = 8, P < 0.05) в зависимости от времени. Тонкая сплошная линия на рис. 2б – аппроксимация зависимости для БЭ-животных. Различия между группами считали статистически значимыми (*) в сравнении с контрольной группой при P ≤ 0.05.

У ЛО-животных через 0.5 и 1 мес после операции уровень GSH в плазме снижается, однако к двум месяцам наблюдается незначительное повышение относительно контрольных значений. В сроки от 3 до 12 мес после ложной операции уровень GSH в плазме крови сохраняется и соответствует контрольному. Несмотря на окислительный стресс, вызванный ложной операцией, достоверные изменения уровня GSH в плазме крови мышей в зависимости от сроков операции отсутствуют (рис. 2а).

Практически в одни и те же сроки после операции у ЛО- и БЭ-животных наблюдается однонаправленное изменение содержания окисленного глутатиона в плазме крови. В период от двух недель до трех месяцев у животных уровень GSSG в плазме повышается. Наиболее выраженное его увеличение в плазме наблюдается у ЛО-животных к третьему месяцу по сравнению с БЭ-животными.

Через 6 мес после операции содержание глутатиона в плазме крови снижается, и этот уровень сохраняется до 12 мес. Не смотря на снижение уровня GSSG в плазме крови у животных в период от 6 до 12 мес после опрации, его содержание в эти сроки остается достоверно выше, чем до операции. Необходимо отметить, что уровень изменений содержания GSSG в плазме у БЭ-животных в ранние и поздние сроки развития нейродегенеративного процесса в 2 раза меньше, чем у ложнооперированных (рис. 2б).

ОБСУЖДЕНИЕ

В Институте биофизики клетки РАН (Пущино) Н.В. Бобковой с сотр. разработана наиболее адекватная из существующих в настоящее время модель спорадической формы БА. Для инициации нейродегенеративного процесса используется удаление обонятельных луковиц. Авторы отмечают, что срок в 2 недели – начальная стадия болезни, срок в 1 мес соответствует максимальному проявлению патологического процесса по соответствующим физиологическим и морфологическим показателям. Срок в 5 мес после бульбэктомии соответствует стадии компенсации, когда эти показатели возвращаются к нормальному уровню. В дальнейшем с увеличением возраста животных снова проявляются признаки, сходные с признаками БА [1, 2].

Изменения при болезни Альцгеймера объясняют массивным и прогрессивным разрушением нервных клеток, вызванным различными неврологическими процессами. Теория окислительного стресса объясняет гибель нейронов, вызванную свободными радикалами, которые изменяют состав липидов жирных кислот, мембранную текучесть и проницаемость, нарушая транспортные функции. Одним из побочных продуктов перекисного окисления липидов является малоновый диальдегид. В структурном плане МДА – высокотоксичное органическое соединение, участвующее в широком разнообразии биохимических реакций окисления. Гидроперекиси липидов являются промежуточными продуктами перекисного окисления липидов и могут вступать в реакцию с ненасыщенными жирными кислотами мембран, нарушая их структуру [7, 24–26].

На начальной стадии болезни у БЭ-животных в первую очередь происходит изменение структурного состояния прибелковых областей мембраны, которое связано с функционированием мембранных белков. В прибелковых областях сразу после операции микровязкость мембран у БЭ-животных снижается (увеличивается текучесть) практически в 2 раза в сроки максимального проявления болезни (1–2–3 месяца). Вслед за изменениями в прибелковых областях у БЭ-животных наблюдаются увеличение микровязкости и уменьшение текучести липидного бислоя мембраны через 2 мес после операции (рис. 1). Практически в эти же сроки после операции (1–2–3 мес) происходит увеличение содержания окисленного глутатиона в плазме крови у БЭ-животных. Однако содержание восстановленного глутатиона повышается на более ранних сроках, а именно через 2 недели после операции – начальная стадия болезни (рис. 2а, б).

Изменение тиолдисульфидного статуса в плазме крови происходит параллельно с изменениями микровязкости в прибелковых областях мембран эритроцитов у БЭ-животных. В период от 0.5 до 3 мес после бульбэктомии снижаются микровязкость мембран эритроцитов (рис. 1б) и величина тиолдисульфидного отношения (ТДО) в плазме крови животных (рис. 3).

Рис. 3.

Изменение ТДО в плазме крови мышей линии NMMR1 до (0 дней) и после операции (1 – ЛО-животные, 2 – БЭ-животные) в зависимости от времени. Различия между группами считали статистически значимыми (*) в сравнении с контрольной группой при P ≤ 0.05.

Изучение статуса ТДО в плазме крови мышей при развитии экспериментальной патологии, моделирующей нейродегенерацию альцгеймеровского типа (булбэктомия), показало, что вариабельнось ТДО у БЭ-мышей значительно ниже, чем у ложнооперированных. Кроме того, у БЭ-животных происходит снижение ТДО в период от 2 недель до 12 мес после операции, а у ЛО-мышей этот показатель снижается в период от 2 до 3 недель, а на стадии компенсации (3–6 мес) он повышается, но не достигает контрольных значений.

На модели трансгенных мышей с двойной мутацией альцгеймеровского и дикого типов исследовали количественннно и сравнивали уровни GSH и GSSG, а также смешанных дисульфидов с белком (Pr-SSG) как в тканях мозга, так и образцах крови на разных стадиях заболевания (1, 5 и 11 мес). У трансгенных мышей обнаружено значительное снижение уровней GSH в тканях головного мозга и связанное с этим снижение ТДО во всех областях головного мозга через 5 мес после операции (непосредственно перед отложением βА) и до 11 мес. В крови уровень GSH увеличивался в период от 1 до 5 мес. Увеличение уровня Pr-SSG в крови через 5 мес в сочетании с падением GSSG и Pr-SSG в мозге авторы объясняют ростом экспорта GSSG из мозга в кровь в период повышения содержания β-амилоида. Сверхпродукцию S-глутатионилированных белков (Pr-SSG) в крови связывают с последующим увеличением системного окислительного стресса, в последствии приводящего к клеточной гибели [16].

Данные, полученные нами на мышах пpи pазвитии экcпеpиментальной патологии, моделиpующей нейpодегенеpацию альцгеймеpовcкого типа, подтвердились на модели трансгенных мышей при определении окислительно-восстановительного статуса глутатиона в крови.

При анализе уровней МДА в эритроцитах у БЭ-животных видно существенное их увеличение уже через 2 недели (начальная стадия заболевания) после операции по сравнению с контролем. Интересно, что на стадии компенсации (3–6 мес) содержание продуктов ПОЛ снижается, но в сроки максимального проявления болезни – 8–12 мес после операции – значения МДА в 2 раза превышают норму.

У ЛО-животных наблюдается постепенное нарастание уровня МДА, и лишь после срока в 12 мес содержание малонового диальдегида возрастает в 1.6 раз относительно контрольных значений. Уровень МДА в эритроцитах – маркера окислительного стресса у БЭ-мышей возрастает с увеличением послеоперационного срока. По уровню МДА у БЭ-животных наблюдается похожая картина, но при более высоких значениях, что говорит о более высоком уровне ПОЛ в мембранах эритроцитов, чем у ЛО-животных (табл. 1).

Уровень окислительно-восстановительного состояния глутатиона в крови служит показателем окислительного стресса. Данные, полученные нами на животных при двустороннем удалении обонятельных луковиц (бульбэктомия), показали, что в сроки максимального проявления болезни (8–12 мес после операции) с повышением содержания МДА в эритроцитах наблюдается снижение уровня GSH, повышение GSSG в плазме крови и связанное с этими изменениями снижение тиолдисульфидного отношения (рис. 2, рис. 3, табл. 1).

Предполагают, что снижение уровней GSH при БА может быть связано с понижающей регуляцией гомеостаза GSH, а не с ограничением субстрата. Клеточный гомеостаз GSH регулируется неаллостерическим ингибированием обратной связи: GSH влияет на глутамат-цистеинлигазу (GCL), которая отвечает за синтез предшественника GSH – γ-глутамилцистеина (GGC). В условиях, включающих гомеостаз GSH с пониженной регуляцией, GGC служит в качестве субстрата, ограничивающего критические уровни для GSH-синтетазы – основного фермента, ответственного за конденсацию глицина c GGC для образования конечного тиолового трипептида – GSH [27].

Клинические испытания показали повышенный уровень показателей окислительного стресса у пациентов с легкими когнитивными нарушениями, сходными с таковыми у пациентов с деменцией. К этим показателям относятся увеличение уровня МДА и снижение содержания антиоксидантных ферментов, супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы (GPX). При инактивации последней возможно окислительное повреждение клеточной мембраны. Молекулы мишени, которые могут присутствовать в различных клеточных структурах, такие как клеточные и внутриклеточные мембраны, подвергаются значительным структурным и функциональным изменениям в этой “окислительной атаке”, а следовательно, ставят под угрозу клеточную функцию и жизнеспособность [28].

В ходе реакции, катализируемой GSH-пероксидазой, увеличение продукции GSSG может привести к образованию смешанных дисульфидов “белок–глутатион” (глутатионирование белка), что является важным этапом механизма редокс-регуляции в физиологических условиях [29]. Окислительно-восстановительный статус серы играет очень важную роль в регуляции клеточных функций, включая передачу сигналов, рост, выживание и гибель клеток. Обратимая или необратимая модификации остатков цистеина и метионина изменяют функцию белка или стабильность и нарушают внутриклеточный сульфгидрильный гомеостаз. Следовательно, нарушение функции антиоксидантных систем и окислительно-восстановительного статуса серы связано с нарушением функции клетки, старением и многими заболеваниями, в том числе и с болезнью Альцгеймера [30].

Исследования показывают, что нарушение регуляции окислительно-восстановительной сигнализации и сульфгидрильного гомеостаза, вероятно, способствует возникновению/прогрессированию нейродегенерации. Окислительный стресс изменяет тиол-дисульфидный статус ключевых белков, которые регулируют баланс между выживанием и гибелью клеток. При развитии нейродегенеративных заболеваний по типу БА поддерживается теория ранних сбоев в гомеостазе GSH с последующим снижением его уровня с увеличением возраста животных. Полагают, что недостаточная способность синтезировать GSH является уязвимым фактором для БА [31].

Наиболее веpоятным объяcнением pанниx cобытий, пpоиcxодящиx у животныx пpи pазвитии экcпеpиментальной патологии, являетcя непpодолжительное паpадокcальное увеличение уpовня глутатиона. Когда pедокc-cиcтема cтановитcя неpегулиpуемой, появляетcя диcбаланc, пpи котоpом антиокcидантная защита пpевоcxодит обpазование окиcлителей. Это cвязывают c pедуктивным cтpеccом, xаpактеpизующимcя аномально выcоким уpовнем воccтановительныx компонентов внутpи биологичеcкиx cиcтем [32].

Pедуктивный cтpеcc обнаpужили и у животныx c экcпеpиментальной патологией, моделиpующей болезнь Альцгеймеpа, когда иx pедокc-cтатуc опpеделяли в молодом возpаcте, т.е. до начала пpоцеccа заболевания. Pедуктивный cтpеcc cвязывают c наpушением гомеоcтаза глутатиона (увеличение уpовня GSH и ТДО) и увеличением агpегации белков в экcпеpиментаx на мышаx [33].

У индивидов cо cлабовыpаженными когнитивными наpушениями до заболевания, но c выcоким pиcком pазвития болезни Альцгеймеpа (ноcители аллеля АpоЕ4), длительное вpемя подвеpгавшиxcя pедуктивному cтpеccу, повышена экcпpеccия феpмента глутатионпеpокcидазы, катализиpующего воccтановление GSSG [34, 35]. Пpодолжающийcя в течение длительного вpемени pедуктивный cтpеcc может пpивеcти к изменению дpугого, cамого отдаленного pедокc-баланcа, т.е. к окиcлительному cтpеccу, индуциpуя cигнальные наpушения в клеткаx. В то вpемя как окиcлительный cтpеcc xаpактеpен для поздней cтадии болезни Альцгеймеpа, pедуктивный cтpеcc пpоиcxодит на pанниx этапаx заболевания. В пеpиод до пpоявления болезни pедуктивный cтpеcc увеличивает pиcк дальнейшего pазвития деменции альцгеймеpовcкого типа [16].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При развитии патологии, моделирующей нейродегенерацию при удалении обонятельных луковиц, у мышей линии NMRI вследствие окислительного стресса обнаружено увеличение уровня МДА – побочного продукта перекисного окисления липидов, повреждающего клеточные структуры и макромолекулы. Вероятно, из-за этих изменений основные нарушения текучести имели место в прибелковых областях мембран у бульбэктомированных животных. Снижение микровязкости мембран эритроцитов наблюдается в периоды от начальной стадии заболевания и до максимального проявления болезни. В эти же периоды проявления болезни наблюдаются увеличение содержания окисленного глутатиона в плазме крови животных и снижение тиолдисульфидного отношения. Нарушения окислительно-восстановительного состояния тиолдисульфидной системы в плазме крови у БЭ-животных сохраняются с развитием болезни. Фактически концентрации GSH и его окисленной формы – глутатион дисульфида в основном определяют окислительно-восстановительное состояние клетки. Текучесть мембран прибелковых и липидных областей мембран эритроцитов у бульбэктомированных животных выше, чем у ложнооперированных практически во все сроки после операции. Следовательно, изменения структурного состояния мембраны и нарушение регуляции окислительно-восстановительного гомеостаза глутатиона у животных можно рассматривать как следствия не только окислительного стресса, характерного для поздней стадии болезни Альцгеймера, но и редуктивного (упрощенного) стресса в период до проявления болезни, который увеличивает риск дальнейшего развития деменции альцгеймеровского типа.