Среди негативных последствий хронического недосыпания важное место занимают ожирение и ассоциированные с ним метаболические и нейроповеденческие расстройства. Хроническое недосыпание приводит к повышению аппетита, предпочтению высококалорийной пищи, что провоцирует риск развития ожирения. Причинно-следственные связи между короткой продолжительностью сна и патофизиологией ожирения, а также последствия сочетанного воздействия этих факторов на организм остаются малоизученными. Цель работы состояла в сравнительном исследовании влияния ограничения сна (ОС) и ожирения, индуцированного высокожировой диетой (ВЖД), в отдельности и совместно на метаболические показатели и нейроповеденческие функции у крыс. В работе использована модель хронического ОС (3 ч депривации сна на качающейся платформе и 1 ч покоя в течение 5 дней) и ВЖД (8 недель) у самцов крыс популяции Вистар. Контрольные животные получали стандартный сухой корм. Установлено, что ОС приводит к приросту массы тела и жировой ткани и нарушению толерантности к глюкозе, причем при сочетании ОС и ВЖД спектр метаболических и гормональных нарушений расширяется, в том числе снижается инсулиновая чувствительность, на что указывает повышение уровня инсулина и индекса инсулиновой резистентности. Нами впервые продемонстрировано, что при сочетании ОС с ВЖД также нарушаются нейрокогнитивные показатели, в частности рабочая память, о чем свидетельствует уменьшение спонтанного чередования в тесте Y-образный лабиринт, в то время как в группах только с ОС или ВЖД эти показатели не менялись. Выяснено, что нарушение рабочей памяти в группе ОС+ВЖД может быть связано с дисрегуляцией дофаминергической системы в префронтальной коре головного мозга. Сочетанное воздействие ОС и ВЖД может рассматриваться как значимый фактор повышения рисков для развития метаболических расстройств и когнитивного дефицита.
Водный канал аквапорин-4 (AQP4) является важнейшим участником молекулярно-клеточных механизмов, обеспечивающих выведение из ткани мозга различных метаболитов и амилоидных белков. Предполагается, что дисфункция AQP4 может провоцировать развитие болезни Паркинсона (БП) и приводить к ее усугублению. Цель данного исследования – выяснить, влияет ли снижение экспрессии AQP4 в компактной части черной субстанции (кчЧС) на развитие α-синуклеиновой патологии, нейродегенерации и моторных нарушений в модели клинической стадии БП у крыс. Эксперименты выполнены на самцах крыс популяции Вистар (6–7 месяцев). Для подавления экспрессии AQP4 в кчЧС вводили леитивирусную конструкцию, содержащую нуклеотидную последовательность, кодирующую шпилечную РНК (shRNA) к мРНК AQP4 (AQP4-LVC). Для воспроизведения модели клинической стадии БП билатерально вводили в кчЧС ингибитор протеасом лактацистин (LC) через 4 недели после введения AQP4-LVC. Для решения поставленной задачи использованы поведенческие тесты, иммуногистохимический метод и иммуноблоттинг. Применение AQP4-LVC вызывало снижение содержания белка AQP4 в кчЧС на 42% через 4 недели. LC-модель БП характеризовалась появлением моторных нарушений, гибелью 57% дофамин (ДА)-ергических нейронов в кчЧС и 56% их аксонов в стриатуме, ослаблением компенсаторных процессов, направленных на поддержание уровня ДА в нитростриатной системе, увеличением содержания общей водорастворимой формы α-синуклеина и его агрегированной и фосфорилированной (Ser129) форм. Снижение экспрессии AQP4 в кчЧС в LC-модели БП вызывало усиление моторных нарушений и появление признаков дистрофии, свидетельствующих о развитии терминальной фазы клинической стадии БП. Быстрое нарастание симптомов паркинсонизма было связано с усилением нейродегенерации и истощением компенсаторных процессов в нитростриатной системе, сопряженных с ускорением образования патологических агрегированных форм α-синуклеина. Полученные данные свидетельствуют о том, что дефицит AQP4 в кчЧС ускоряет развитие Паркинсон-подобной патологии.
Индексирование
Scopus
Crossref
Высшая аттестационная комиссия
При Министерстве образования и науки Российской Федерации