Вплив інгібітора сфінгомієліназ N-ацетилцистеїну на когнітивні функції у cтарих щурів
У роботі вивчали умовнорефлекторну діяльність 24-місячних щурів (рефлекс активного уникання в човниковій камері) на тлі дії N-ацетилцистеїну (N-АЦЦ), що вводився перорально протягом 18 діб. N-АЦЦ покращував когнітивні функції у старих тварин; поліпшувалась оцінка тваринами експериментального завда...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Нейрофизиология |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України
2014
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/148270 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Вплив інгібітора сфінгомієліназ N-ацетилцистеїну на когнітивні функції у cтарих щурів / Н.А. Бабенко, О.Г. Шахова // Нейрофизиология. — 2014. — Т. 46, № 2. — С. 194-196. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859657139908247552 |
|---|---|
| author | Бабенко, Н.А. Шахова, О.Г. |
| author_facet | Бабенко, Н.А. Шахова, О.Г. |
| citation_txt | Вплив інгібітора сфінгомієліназ N-ацетилцистеїну на когнітивні функції у cтарих щурів / Н.А. Бабенко, О.Г. Шахова // Нейрофизиология. — 2014. — Т. 46, № 2. — С. 194-196. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Нейрофизиология |
| description | У роботі вивчали умовнорефлекторну діяльність 24-місячних щурів (рефлекс активного уникання в човниковій камері) на тлі дії N-ацетилцистеїну (N-АЦЦ), що вводився
перорально протягом 18 діб. N-АЦЦ покращував когнітивні функції у старих тварин;
поліпшувалась оцінка тваринами експериментального завдання, скорочувався латентний період реакції на дію безумовного подразника. Це в цілому сприяло прискоренню вироблення рефлексу порівняно з таким у контрольних щурів. Беручи до уваги те,
що N-АЦЦ пригнічує активність нейтральної сфінгомієлінази (СФМази) та нормалізує
вміст церамідів у гіпокампі та неокортексі 24-місячних тварин, можна припустити наступне. Важливим фактором, що забезпечує поліпшення когнітивних функцій у старих
тварин під дією N-АЦЦ, є зниження гіперпродукції церамідів у мозку щурів; цей ефект
реалізується в результаті зниження активності нейтральної СФМази.
|
| first_indexed | 2025-11-30T09:13:50Z |
| format | Article |
| fulltext |
NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2014.—T. 46, № 2194
УДК 577.125:612.66:612.821.3
Н. А. БАБЕНКО1, О. Г. ШАХОВА1
ВПЛИВ ІНГІБІТОРА СФІНГОМІЄЛІНАЗ N-АЦЕТИЛЦИСТЕЇНУ НА КОГНІТИВНІ
ФУНКЦІЇ У CТАРИХ ЩУРІВ
У роботі вивчали умовнорефлекторну діяльність 24-місячних щурів (рефлекс активно-
го уникання в човниковій камері) на тлі дії N-ацетилцистеїну (N-АЦЦ), що вводився
перорально протягом 18 діб. N-АЦЦ покращував когнітивні функції у старих тварин;
поліпшувалась оцінка тваринами експериментального завдання, скорочувався латент-
ний період реакції на дію безумовного подразника. Це в цілому сприяло прискорен-
ню вироблення рефлексу порівняно з таким у контрольних щурів. Беручи до уваги те,
що N-АЦЦ пригнічує активність нейтральної сфінгомієлінази (СФМази) та нормалізує
вміст церамідів у гіпокампі та неокортексі 24-місячних тварин, можна припустити на-
ступне. Важливим фактором, що забезпечує поліпшення когнітивних функцій у старих
тварин під дією N-АЦЦ, є зниження гіперпродукції церамідів у мозку щурів; цей ефект
реалізується в результаті зниження активності нейтральної СФМази.
КЛюЧОВІ СЛОВА: старіння, мозок, N-ацетилцистеїн, сфінгомієліназа (СФМаза),
когнітивні функції.
1Науково-дослідний інститут біології при Харківському національному
університеті ім. В. Н. Каразіна (Україна).
Ел. пошта: babenko@univer.kharkov.ua (Н. А. Бабенко).
ВСТУП
Відомо, що сфінголіпіди (СФЛ) відіграють важли-
ву роль у реалізації таких ключових фізіологічних
процесів у клітинах, як проліферація, апоптоз,
секреція та міграція. Відносно стабільний вміст
СФЛ у клітинах забезпечується балансом між їх
синтезом та деградацією. Однак і при різних стре-
сорних впливах на клітину, і в процесі старіння
деградує основний СФЛ мембран сфінгомієлін
(СФМ); рівень його метаболіту – цераміду – істотно
збільшується. Це відбувається здебільшого за раху-
нок активації сфінгомієліназ (СФМаз). Порушення
балансу біологічно активних СФЛ є досить істотним
патогенетичним фактором у розвитку таких захво-
рювань, як депресія, карціногенез, хвороби Аль-
цгеймера та Німана–Піка. Підвищення активності
нейтральної СФМази та накопичення церамідів у
гіпокампі та неокортексі, які відбуваються у щурів
у межах пізнього постнатального онтогенезу [1]
або при розвитку нейродегенеративних захворю-
вань, супроводжуються оксидативним ушкоджен-
ням мозку та порушенням когнітивних функцій.
Так, прогресивне зниження когнітивних функцій
при хворобі Альцгеймера є наслідком порушення
глутаматергічної нейротрансмісії внаслідок окси-
дативного стресу, асоційованого з накопиченням
церамідів і амілоїдного β-пептиду в мозку [2].
Одним із інгібіторів нейтральної СФМази є
N-ацетилцистеїн (N-АЦЦ) – попередник утворен-
ня глутатіону [3]; останній є безпосереднім не-
гативним регулятором активності згаданого фер-
менту. Уведення N-АЦЦ старим щурам знижує
активність нейтральної СФМази та вміст цераміду
в гіпокампі і неокортексі, тобто в структурах мозку,
що безпосередньо залучені до формування пам’яті
[1]. Як продемонстровано на мишах лінії Swiss
Webster, уведення N-АЦЦ на тлі дії метамфетаміну
в нейротоксичних дозах (що призводить до вис-
наження дофамінергічних маркерів у стріатумі і
фронтальній корі мозку) забезпечує відновлення
рівня глутатіону в мозку, і це сприяє поліпшенню
виконання тваринами когнітивних тестів [4].
Враховуючи важливу роль активації СФМаз та
зміни балансу СФЛ у патогенезі психічних і вікових
нейродегенеративних захворювань, які супровод-
жуються порушенням когнітивних функцій, та дані
літератури про спроможність N-АЦЦ інгібувати
СФМази, у нашій роботі ми оцінювали когнітивні
функції старих (24-місячного віку) щурів на тлі дії
інгібітора нейтральної СФМази N-АЦЦ.
NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2014.—T. 46, № 2 195
ВПЛИВ ІНГІБІТОРА СФІНГОМІЄЛІНАЗ N-АЦЕТИЛЦИСТЕЇНУ
МЕТОДИКА
Дослідну групу склали щури-самці лінії Вістар
24-місячного віку, які отримували N-АЦЦ (пер-
орально, 3 ммоль/кг маси тварини протягом 18 діб).
Тваринам такого ж самого віку, котрі входили до
контрольної групи, вводили розчин глюкози (1 %,
перорально, 18 діб). Когнітивні функції щурів оці-
нювали згідно з виробленням умовного рефлексу
активного уникання (УРАУ) больового подразнен-
ня. УРАУ виробляли в човниковій камері [5]. Для
порівняння даних використовували однофакторний
дисперсійний аналіз (ANOVA, LSD-тест Фішера),
критерій Манна – Уїтні та t-критерій Ст’юдента.
Міжгрупові розходження вважали статистично ві-
рогідними при Р < 0.05.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Уведення N-АЦЦ призводило до значного збіль-
шення кількості реалізацій УРАУ щурами при на-
несенні больового електроподразнення вже на дру-
гий день вироблення цієї реакції (див. рисунок, А)
і до значного зниження латентних періодів реакцій
позбавлення від даного подразнення на третій день
вироблення рефлексу (Б), що вказує на поліпшення
оцінки тваринами експериментального завдання.
При дії N-АЦЦ середня сумарна кількість актив-
них уникань больового подразнення в перебігу ре-
алізації УРАУ збільшувалася з 11 ± 1.2 до 20 ± 2.1
(Р ≤ 0.05). Кількість поєднань подразників, до-
статня для досягнення критерію успішності УРАУ,
знижувалась із 65 ± 7.3 до 45 ± 3.6 (Р ≤ 0.05). Це
свідчить про поліпшення процесу навчання експе-
риментальних тварин під дією N-АЦЦ порівняно з
таким у контрольних щурів. Підтвердженням тако-
го висновку слугують результати аналізу даних про
частки тварин, у яких виробляли умовний рефлекс.
У 100 % щурів, котрим уводили N-АЦЦ, рефлекс
було успішно вироблено за три дні експерименту,
а в контрольній групі частка тварин, у яких досяг-
ли критичного рівня успішної реалізації рефлек-
су за цей часовий період, була вірогідно меншою
(65 %, Р = 0.003). У 18 % контрольних тварин реф-
лекс було вироблено на четвертий і п’ятий дні, а у
17 % контрольних щурів рефлекс за вказаний часо-
вий період взагалі виробити не вдалося.
Поліпшення успішності навчання старих тва-
рин під дією N-АЦЦ, продемонстроване в нашій
роботі, свідчить про нейропротекторні властивості
цього препарату; такі результати узгоджуються
з даними літератури. Так, на моделі діабетичної
енцефалопатії, індукованої стрептозотоциновим
діабетом у самців щурів лінії Вістар, було вста-
новлено, що введення N-АЦЦ поліпшує процес на-
вчання та пам’ять, порушені в результаті оксида-
тивного стресу внаслідок розвитку гіперглікемії
[6]. Поліпшення когнітивних функцій відбувалося
на тлі зниження інтенсивності оксидативного
стресу. В іншому дослідженні зменшення окси-
дативного стресу під дією N-АЦЦ запобігало ви-
кликаному інтоксикацією кадмієм порушенню
пам’яті у щурів за рахунок модуляції холінергічної
нейротрансмісії [7]. У роботі Йошімура та співавт.
було доведено, що N-АЦЦ і глутатіон забезпечу-
ють нейропротекторні ефекти в основному не за
рахунок своїх антиоксидантних властивостей, а
саме в результаті прямого інгібування активності
нейтральної СФМази [8].
Вплив N-ацетилцистеїну (N-АЦЦ) на динаміку вироблення умовного рефлексу активного уникання у 24-місячних щурів.
А – кількість умовнорефлекторних реакцій активного уникання; Б – латентні періоди реакцій позбавлення від больового
подразнення кінцівок. Білими та чорними стовпчиками позначені показники у контрольних тварин і щурів, котрі отримували
N-АЦЦ, відповідно. Зірочками відмічені випадки статистично вірогідної відмінності від показників у групі контролю.
0 0
5
10
15
20
25
30
35
*
*
c
1
А Б
12 23 34 4
дні
5
10
15
20
NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2014.—T. 46, № 2196
Н. А. БАБЕНКО, О. Г. ШАХОВА
Отже, ми встановили, що введення N-АЦЦ ста-
рим щурам помітно покращує когнітивні функції
тварин. Відбувається швидше засвоєння експери-
ментального завдання, скорочується час реакції на
дію безумовного подразника, що в цілому сприяє
прискоренню вироблення УРАУ порівняно з таким
у контрольних тварин. Важливим фактором, ко-
трий забезпечує поліпшення когнітивних функцій
у старих (24-місячних) щурів під дією N-АЦЦ,
може бути зниження гіперпродукції церамідів у
мозку щурів, що було встановлено в попередньому
дослідженні [1]. Це відбувається (в усякому разі
значною мірою) в результаті зниження активності
нейтральної СФМази.
Роботу виконано за фінансової підтримки гранту Мі-
ністерства освіти та науки України «Роль метаболітів сфін-
гомієлінового циклу в розвитку резистентності клітин
до дії фізіологічних стимулів у процесі старіння» (№ ДР
0111U010555).
Експерименти були виконані згідно з положеннями
Хельсинкської Декларації 1975 р., переглянутої та доповне-
ної в 2002 р., директивами Національних Комітетів з ети-
ки наукових досліджень (Київ, 2001 р.) і настановами Ко-
мітету з етики Харківського національного університету ім.
В. Н. Каразіна (Україна). У роботі дотримані сучасні прави-
ла утримання та використання лабораторних тварин відпо-
відно до принципів Європейської Конвенції із захисту хре-
бетних тварин, яких використовують в експериментах та
інших наукових цілях (Страсбург, 1985 р.).
У авторів – Н. А. Бабенко та О. Г. Шахової – відсутній
конфлікт інтересів.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. N. A. Babenko and E. G. Shakhova, “Long-term food
restriction prevents aging-associated sphingolipid turnover
dysregulation in the brain,” Arch. Gerontol. Geriatr., 58,
No. 3, 420 – 426 (2014).
2. D. A. Butterfield and C. B. Pocernich, “The glutamatergic
system and Alzheimer’s disease: therapeutic implications,”
CNS Drugs., 17, No. 9, 641-652 (2003).
3. C. Adamy, P. Mulder, L. Khouzami, et al. , “Neutral
sphingomyelinase inhibition participates to the benefits of
N-acetylcysteine treatment in post-myocardial infarction
failing heart in rats,” J. Mol. Cell. Cardiol., 43, No. 3, 44-53
(2007).
4. C. Achat-Mendes, K. L. Anderson, and Y. Itzhak, “Impairment
in consolidation of learned place preference following
dopaminergic neurotoxicity in mice is ameliorated by
N-acetylcysteine but not D1 and D2 dopamine receptor
agonists,” Neuropsychopharmacology, 32, No. 3, 531-541
(2007).
5. Я. Буреш, O. Бурешова, П. Хьюстон, Методики и основные
эксперименты по изучению мозга и поведения, Высш. шк.,
Москва (1991).
6. S. S. Kamboj, K. Chopra, and R. Sandhir, “Neuroprotective
effect of N-acetylcysteine in the development of diabetic
encephalopathy in streptozotocin-induced diabetes,” Met.
Brain Dis., 23, No. 4, 427-443 (2008).
7. J. F. Gonçalves, A. M. Fiorenza, R. M. Spanevello, et al.,
“N-acetylcysteine prevents memory deficits, the decrease
in acetylcholinesterase activity and oxidative stress in rats
exposed to cadmium,” Chem. Biol. Interact., 186, No. 1, 53-
60 (2010).
8. S. Yoshimura, Y. Banno, S. Nakashima, et al., “Inhibition of
neutral sphingomyelinase activation and ceramide formation
by glutathione in hypoxic PC12 cell death,” J. Neurochem.,
73, No. 2, 675-683 (1999).
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-148270 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0028-2561 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-30T09:13:50Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бабенко, Н.А. Шахова, О.Г. 2019-02-17T19:29:59Z 2019-02-17T19:29:59Z 2014 Вплив інгібітора сфінгомієліназ N-ацетилцистеїну на когнітивні функції у cтарих щурів / Н.А. Бабенко, О.Г. Шахова // Нейрофизиология. — 2014. — Т. 46, № 2. — С. 194-196. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 0028-2561 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/148270 577.125:612.66:612.821.3 У роботі вивчали умовнорефлекторну діяльність 24-місячних щурів (рефлекс активного уникання в човниковій камері) на тлі дії N-ацетилцистеїну (N-АЦЦ), що вводився перорально протягом 18 діб. N-АЦЦ покращував когнітивні функції у старих тварин; поліпшувалась оцінка тваринами експериментального завдання, скорочувався латентний період реакції на дію безумовного подразника. Це в цілому сприяло прискоренню вироблення рефлексу порівняно з таким у контрольних щурів. Беручи до уваги те, що N-АЦЦ пригнічує активність нейтральної сфінгомієлінази (СФМази) та нормалізує вміст церамідів у гіпокампі та неокортексі 24-місячних тварин, можна припустити наступне. Важливим фактором, що забезпечує поліпшення когнітивних функцій у старих тварин під дією N-АЦЦ, є зниження гіперпродукції церамідів у мозку щурів; цей ефект реалізується в результаті зниження активності нейтральної СФМази. Роботу виконано за фінансової підтримки гранту Міністерства освіти та науки України «Роль метаболітів сфінгомієлінового циклу в розвитку резистентності клітин до дії фізіологічних стимулів у процесі старіння» (№ ДР 0111U010555). uk Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України Нейрофизиология Вплив інгібітора сфінгомієліназ N-ацетилцистеїну на когнітивні функції у cтарих щурів Article published earlier |
| spellingShingle | Вплив інгібітора сфінгомієліназ N-ацетилцистеїну на когнітивні функції у cтарих щурів Бабенко, Н.А. Шахова, О.Г. |
| title | Вплив інгібітора сфінгомієліназ N-ацетилцистеїну на когнітивні функції у cтарих щурів |
| title_full | Вплив інгібітора сфінгомієліназ N-ацетилцистеїну на когнітивні функції у cтарих щурів |
| title_fullStr | Вплив інгібітора сфінгомієліназ N-ацетилцистеїну на когнітивні функції у cтарих щурів |
| title_full_unstemmed | Вплив інгібітора сфінгомієліназ N-ацетилцистеїну на когнітивні функції у cтарих щурів |
| title_short | Вплив інгібітора сфінгомієліназ N-ацетилцистеїну на когнітивні функції у cтарих щурів |
| title_sort | вплив інгібітора сфінгомієліназ n-ацетилцистеїну на когнітивні функції у cтарих щурів |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/148270 |
| work_keys_str_mv | AT babenkona vplivíngíbítorasfíngomíêlínaznacetilcisteínunakognítivnífunkcííuctarihŝurív AT šahovaog vplivíngíbítorasfíngomíêlínaznacetilcisteínunakognítivnífunkcííuctarihŝurív |