Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные науки – медицине
| Вид материала | Программа |
- Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные, 9808.28kb.
- Распоряжение Президиума ран от 23 сентября 2008 г. №10104-653 "Об утверждении Порядка, 422.29kb.
- Тезисы докладов, 4952.24kb.
- Тезисы докладов, 3726.96kb.
- Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные науки медицине, 320.86kb.
- Программа фундаментальных исследований Президиума ран, 3259.61kb.
- Программа фундаментальных исследований президиума ран «Биоразнообразие» 2005-2008,, 173.94kb.
- Программа отчетной конференции по программе фундаментальных исследований Президиума, 123.52kb.
- Всероссийский симпозиум «Экология мегаполисов: фундаментальные основы и инновационные, 8.63kb.
- Научный журнал "Вопросы филологии" Оргкомитет: Сопредседатели, 47.73kb.
НЕДОСТАТОК МЕХАНИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ СКЕЛЕТА
КАК ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ФАКТОР ОСТЕОПОРОЗА
В.С.Оганов, В.Е.Новиков, А.В.Бакулин
ГНЦ РФ – ИМБП РАН, Москва
Эволюция взглядов на остеопороз в последнее десятилетие актуализировала проблему влияния механических факторов (физические нагрузки, мышечная активность) на интенсивность процессов формирования и ремоделирования костной ткани.
В соответствии с проектом в рамках программы «Фундаментальные науки – медицине» в докладе приводятся результаты анализа текущих исследований костной системы в различных ситуациях ее "вывода из употребления". Рассматриваются эффекты различных вариантов гипокинезии, естественной и экспериментальной, и невесомости, как наиболее демонстративного устранения механической нагрузки на скелет и снижения активности скелетных мышц, особенно постуральных. Приведены экспериментальные данные, свидетельствующие о линейной аппроксимации динамики величины мышечной массы и сократительных свойств постуральных мышц у животных в континууме 0–2 g.
На основании результатов исследований предлагается гипотеза о патогенезе остеопороза при дефиците механической нагрузки и мышечной активности. В качестве пусковых стимулов это могут быть: ослабление связи органического и минерального компонентов кости и усиление остеолитической активости остеоцитов как главного звена механосенсорной системы кости. В среднесрочном плане замедление формирования кости может быть результатом адаптивного ремоделирования как ответ на снижение механического стресса кости. Перераспределение жидкостных сред организма и связанные с ним перестройки в системе волюмо- и ионорегуляции могут провоцировать активацию остеокластической резорбции.
В рамках совершенствования диагностики исследована распростра-ненность и топография переломов позвонков у больных остеопорозом. Определение чувствительности и специфичности новой дополнительной программы для денситометра в сравнении со стандартной рентгено-графией показало возможность проведения диагностики переломов позвонков непосредственно при денситометрическом обследовании.
РОЛЬ РЕЦЕПТОРНЫХ ТИРОЗИНКИНАЗ В РЕГУЛЯЦИИ КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОГО РАВНОВЕСИЯ
А.Г. Петренко1), И.Е. Деев1), К.П. Василенко2), О.В. Серова1), Н.В.Попова1), Ю.С. Романова1), А.Н. Мурашов1), Е.Б. Бурова2), Н.Н.Никольский2
1)Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина
и Ю.А. Овчинникова РАН, Москва,
2)Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург
Важным свойством живого организма является поддержание кислотно-щелочного равновесия и ионного состава внутренней среды, оптимально способствующего жизнедеятельности клеток в условиях влияния внешних и внутренних факторов. Физиологические процессы, контролирующие рН внутренних жидкостей организма, достаточно под-робно описаны. В то же время механизмы регуляции данных процессов на молекулярном уровне изучены недостаточно. Нами установлено, что изменение кислотности среды приводит к специфичным изменениям уровня фосфорилирования по тирозину отдельных белков в модельных клеточных линиях, что свидетельствует о возможном участии фосфотиро-зиновых сигнальных путей в клеточном ответе на изменение рН среды.
Нами впервые идентифицирован рецептор поверхности клетки, спо-собный активироваться в результате обработки щелочной средой – рецеп-торная тирозин-киназа IRR (insulin receptor-related receptor), открытая ранее благодаря ее гомологии с рецептором инсулина. Мы проанализи-ровали сигнальные пути, активируемые ИРР вследствие обработки ще-лочной средой стабильно трансфецированных клеточных линий. Было выявлено рецептор-зависимое фосфорилирование субстрата инсулиново-го рецептора и киназы Akt. Также показано, что в ИРР-экспрессирующих клетках при повышении рН среды происходит транслокация транспортеров глюкозы на цитоплазматическую мембрану, что сходно с основным механизмом стимуляции инсулином клеточного потребления глюкозы. Поскольку ИРР специфично расположен в отдельных популяциях клеток почек, желудка и поджелудочной железы, полученные нами результаты позволяют предположить, что состояние алкалоза способно стимулировать метаболизм в ИРР-содержащих клетках и таким образом осуществлять регуляцию кислотно-щелочного равновесия.
Для дальнейшей функциональной характеристики ИРР нами получен набор домен-специфичных и видо-специфичных антител, а также антитела против фосфорилированной формы ИРР. С их помощью, в частности, изучено распределение ИРР в клетках поджелудочной железы. Для анализа структурных особенностей активации рецептора щелочной средой сконструированы его химеры с заменой отдельных доменов внеклеточной части на их аналоги из инсулинового рецептора. Установлено, что чувствительность ИРР к щелочи определяется множественными доменами. Интересно, что один из полученных гибридных белков активировался как щелочной средой, так и инсулином, что свидетельствует о сходных структурных механизмах активации данных рецепторов. Нами показана активация энлогенного ИРР и внутриклеточных сигнальных белков в линии клеток инсулиномы min6. Также проведен анализ активации ИРР в органах мышей и крыс, у которых алкалоз был индуцирован соответствующей диетой.
НОВАЯ МЕТОДОЛОГИЯ В ИЗУЧЕНИИ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОСНОВ САХАРНОГО ДИАБЕТА: ИДЕНТИФИКАЦИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ДЕФЕКТОВ В ГОРМОНАЛЬНЫХ СИГНАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ, ФАКТОРОВ И МЕХАНИЗМОВ РАЗВИТИЯ ИНСУЛИНОВОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ТКАНЕЙ
М.Н. Перцева1), А.О. Шпаков1), Л.А. Кузнецова1), С.А. Плеснёва1), В.М.Бондарева1), О.В.Чистякова1), К.В.Деркач1), М.Ф.Баллюзек2), Е.А.Манова2)
1)Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН, Санкт-Петербург,
2)Клиническая больница РАН, Санкт-Петербург
Исследования посвящены актуальнейшей проблеме современной медицины – сахарному диабету. Разработанный инновационный подход, включающий выявление молекулярных дефектов в открытых авторами аденилатциклазных сигнальных механизмах (АЦСМ) действия пептидов инсулинового суперсемейства с применением функциональных зондов и наноразмерных синтетических пептидов как биосенсоров, позволил, идентифицировать ряд нарушений в АЦСМ действия изучаемых пептидов при сахарном диабете.
I. Диабет 2-го типа у человека: а) Впервые в миометрии женщин открыты шестикомпонентные АЦСМ действия инсулина, инсулино-подобного фактора роста 1 (ИФР1) и релаксина, совпадающие по своей организации с обнаруженными ранее в тканях млекопитающих животных; б) впервые идентифицированы молекулярные дефекты в АЦСМ действия указанных гормонов в миометрии беременных женщин с диабетом 2-го типа. Они локализованы на уровне аденилатциклазы (увеличение базальной активности, ведущее к снижению реакции фермента на гормоны), Gs-белка (снижение ГТФ-связывания) и сопряжения этих двух сигнальных белков (ослабление). В результате при диабете 2-го типа в миометрии нарушаются сигнал-проводящие функции АЦ-зависимых сигнальных систем, участвующих в действии целой группы гормонов инсулиновой природы.
2. Экспериментальный стрептозотоциновый (СТ) диабет. Впервые с применением наноразмерных синтетических пептидов, структурно гомологичных С-концевым пептидам α-субединиц Gi и Gs белков, идентифицированы молекулярные нарушения в 3-компонентных АЦСМ действия биогенных аминов, релаксина и соматостатина в мозговой ткани и миокарде крыс со СТ диабетом 1-го и 2-го типов. Установлено, что регуляторные эффекты гормонов, действующих через Gi белки, существенно ослабляются в этих тканях. Между тем эффекты гормонов, реализуемые через Gs белки, снижаются в миокарде, но практически не меняются в мозге. Это свидетельствует о тканеспецифичности нарушений в АЦСМ действия изучаемых гормонов и о более сильном повреждении ингибирующих сигнальных путей при диабете.
3. Молекулярные причины инсулиновой резистентности. Инсулино-вая резистентность (ИР) тканей представляет собой комплексные явления, включающие дефекты в гормональных сигнальных системах, первично связанные с различными факторами, в частности с гипергликемией. Исследовали роль гипергликемии, экспериментально вызванной введением нормальным крысам глюкозы in vivo. Ранее нами установлено, что в условиях гипергликемии резко ослабляется чувствительность АЦСМ к инсулину. В этом году показано, что гипергликемия (1 час) приводит к увеличению базальной активности АЦ и отчетливому снижению ответа АЦСМ на биогенные амины в миокарде. В мозговой же ткани краткосрочная гипергликемия не влияла на АЦ стимулирующее действие серотонина и релаксина, что указывает на тканеспецифичность реакции АЦСМ на гипергликемию.
Сделан вывод о полигормональном генезе сахарного диабета и системном ответе гормонокомпетентных клеток на эту патологию.