Нейропротективна активність модуляторів системи глутатіону в умовах моделювання церебральної ішемії

Abstract

Дисертаційна робота присвячена експериментальному дослідженню нейропротективних властивостей селенази, глутоксима і глутаредоксіна в якості засобів глутатіон-залежних механізмів ендогенної цитопротекції в дослідах in vivo та in vitro. Встановлено, що нейропротективна активність селенази, глутоксиму і глутаредоксіну в умовах гострої експериментальної ішемії головного мозку спрямована на активацію глутатіон - залежних ланок ендогенної нейропротекції. З’ясовано, що досліджувані модулятори системи глутатіону ‒ селеназа, глутоксим і глутаредоксін підвищують експресію мРНК HSP70, HIF-1α і HIF-3α в умовах гострої експериментальної ішемії головного мозку. Експериментально продемонстровано позитивний вплив модуляторів системи глутатіону в дослідах in vivo та in vitro на вміст ендогенного нейропротектора ‒ белка теплового шоку HSP70. Доведено, що застосування селенази, глутоксима і глутаредоксіна в дослідах in vitro призводить до зниження вмісту NR-2 пептиду, що супроводжується пригніченням процесів глутаматної ексайтотоксичності. Розширені дані про вплив глутаредоксіна і глутоксима на енергетичний обмін і функціональну активність мітохондрій головного мозку в умовах ішемії. Встановлено, що селеназа, глутоксим і глутаредоксін гальмують реакції оксидативного та нітрозуючого стресу на тлі нормалізації глутатіонової системи в головному мозку, знижують летальність та неврологічний дефіцит експериментальних тварин. Визначено, що дія цих засобів має виразніший характер, ніж дія пірацетаму. The thesis is dedicated to the experimental investigation of molecular biochemical mechanisms of glutoxim, selenase and glutaredoxin influence on energotropic and ROS links of ischemic neurodegeneration, and justification of their use as neuroprotective agents. According to the results of the research, mechanisms of neuroprotective action of selenase, glutoxim and glutaredoxin have been established. Specifically, the researched examined the effects of modulators of the glutathione system during in vitro and in vivo studies on target endogenous neuroprotection mechanisms, and their effect on the synthesis of HSP70, the expression of the HSP70 mRNA, the HIF-1α mRNA, and HIF -3α mRNA. The research also examined and determined the mechanisms of selenase, glutoxim and glutaredoxin influence on the functional activity of mitochondria, and energy metabolism of the brain in the state of ischemia. It has been established that selenase, glutoxim and glutaredoxin inhibit the oxidative and nitrosative stress responses against the normalization of the glutathione system in the brain of test animals in the acute period of cerebral ischemia. For the very first time, this research provides the theoretical foundation and an experimental solution of the actual task of pharmacology – treatment optimization of acute cerebrovascular disorders, which consists of the use of selenase, glutoxim and glutaredoxin as the means of activation of GSH-dependent mechanisms of endogenous neuroprotection. The results of the research indicated that simulation of an acute cerebrovascular accident in test animals leads to a stable energy deficit (decrease of the ATP level by 60.8%), mitochondrial dysfunction (drop in the transmembrane potential of mitochondria by 78.2%, and an increase in the degree of mitochondrial porе opening by 80%), an increase in oxidative reactions (increase of AFН level by 125.2%, KFН by 201.8%) and nitrosative stress (increase of nitrotyrosinе level by 4.36 times), an increase in the level of pro-inflammatory cytokines as a result of the disruption in the antioxidative system functions, deprivation of glutathione (decrease of GSH level by 85.6%), and a decrease in activity of endogenous neuroprotection indicators - HSP70 chaperone proteins (by 16.3%).