Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні процеси в мозку Drosophila melanogaster
Вікові нейродегенеративні порушення у людини характеризуються пізнім проявом, швидким прогресуванням і часто закінчуються смертю. Лікування нейропатологій є актуальною проблемою, вирішення якої залежить від проведення модельних досліджень. Нейродегенеративні мутанти дрозофіли є адекватною моделлю дл...
Saved in:
| Published in: | Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Українське товариство генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18802 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні процеси в мозку Drosophila melanogaster / О.Л. Плахта, Д.В. Максимів, О.М. Макаренко // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. — 2008. — Т. 6, № 1. — С. 114-124. — Бібліогр.: 19 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860253943350689792 |
|---|---|
| author | Плахта, О.Л. Максимів, Д.В. Макаренко, О.М. |
| author_facet | Плахта, О.Л. Максимів, Д.В. Макаренко, О.М. |
| citation_txt | Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні процеси в мозку Drosophila melanogaster / О.Л. Плахта, Д.В. Максимів, О.М. Макаренко // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. — 2008. — Т. 6, № 1. — С. 114-124. — Бібліогр.: 19 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів |
| description | Вікові нейродегенеративні порушення у людини характеризуються пізнім проявом, швидким прогресуванням і часто закінчуються смертю. Лікування нейропатологій є актуальною проблемою, вирішення якої залежить від проведення модельних досліджень. Нейродегенеративні мутанти дрозофіли є адекватною моделлю для вивчення нейродегенеративних процесів у людини. Нами досліджено комбінований вплив фармакологічних препаратів та засобів: пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні зміни у мозку Drosophila melanogaster. Виявлено, що застосування комбінації пірацетам + церебрал + верапаміл продовжує життя комах на 10-23 %, а також відтерміновує нейродегенеративні процеси у мозку мутантів до 17-20 дня життя імаго залежно від генотипу. Механізм дії даної комбінації препаратів у нейродегенеративних мутантів полягає, в основному, у зниженні концентрації внутрішньоклітинного кальцію на 20-45 % порівняно з контролем.
Возрастные нейродегенеративные нарушения у людей характеризуются поздним проявлением, быстрым прогрессированием и часто оканчиваются смертью. Лечение нейропатологий является актуальной проблемой в наше время, решение которой зависит и от проведения модельных исследований. Нейродегенеративные мутанты дрозофилы выступают адекватной моделью для изучения этих процессов у человека. Нами исследовано комбинированное влияние фармакологических препаратов та средств: пирацетама, церебрала и верапамила на дегенеративные изменения в мозге Drosophila melanogaster. Выявлено, что при совместном влиянии этих препаратов нейродегенеративные процессы в мозге мутантов отодвигаются до 17-20 дня жизни имаго. Показано, что использование комбинации пирацетам + церебрал + верапамил продлевает жизнь насекомых на 10-23 % в зависимости от генотипа мутантов. Механизм действия данной комбинации у нейродегенеративных мутантов заключается в снижении концентрации внутриклеточного кальция на 20-45 % по сравнению с контролем.
Various human neurodegenerative disorders are characterized by late onest, relentless progression and finally death. The neurodegenerative diseases treatment is actual problem nowdays. D. melanogaster neurodegenerative mutants are a good model for human neurodegeneration investigation. It was explored combine influence of pharmacological drugs piracetam, cerebral and verapamil on the degenerative processes in Drosophila melanogaster brain. We detected that share influence of this drugs delay changes in neurodegenerative mutants brain by 17-20 days. It was shown that piracetam, cerebral and verapamil combine influence enlarge mean lifetime by 10-23 % depending of mutants genotype. Share combination influens decreases intracellular Са^+2 iones concentration by 20-45 % comparativly control in neurodegenerative mutants.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:46:49Z |
| format | Article |
| fulltext |
114 ISSN 1810�7834. Вісн. Укр. тов�ва генетиків і селекціонерів. 2008, том 6, № 1
УДК 577.24: 577.25: 591.481.1
ОСОБЛИВОСТІ КОМБІНОВАНОГО ВПЛИВУ
ПІРАЦЕТАМУ, ЦЕРЕБРАЛУ ТА ВЕРАПАМІЛУ
НА ДЕГЕНЕРАТИВНІ ПРОЦЕСИ В МОЗКУ
DROSOPHILA MELANOGASTER
О.Л. ПЛАХТА, Д.В. МАКСИМІВ, О.М. МАКАРЕНКО
Львівський національний університет імені Івана Франка,
Україна, 79005, м. Львів, вул.Грушевського, 4,
e*mail: maksimiv@gmail.com
Вікові нейродегенеративні порушення у людини характеризуються пізнім про�
явом, швидким прогресуванням і часто закінчуються смертю. Лікування ней�
ропатологій є актуальною проблемою в наш час, вирішення якої залежить від
проведення модельних досліджень. Нейродегенеративні мутанти дрозофіли
виступають адекватною моделлю для вивчення нейродегенеративних процесів
у людини. Нами досліджено комбінований вплив фармакологічних препаратів
та засобів: пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні зміни в мозку
Drosophila melanogaster. Виявлено, що застосування комбінації пірацетам +
церебрал + верапаміл продовжує життя комах на 10–23%, а також відтерміно�
вує нейродегенеративні процеси в мозку мутантів до 17�20 дня життя імаго
залежно від генотипу. Механізм дії даної комбінації препаратів у нейродегене�
ративних мутантів полягає, в основному, у зниженні концентрації внутріш�
ньоклітинного кальцію на 20–45% порівняно з контролем.
Ключові слова: нейродегенерація, пірацетам, церебрал, верапаміл, дрозофіла.
Вступ. Нейродегенеративні порушення (НДП) займають одне з пер*
ших місць серед інших поширених захворювань центральної нерво*
вої системи (ЦНС). Велика частина нейропатологій визначається на ге*
нетичному рівні і часто є наслідком мутацій в генах, що беруть участь у
детермінації, диференціації та функціонуванні нейронів [1, 2, 3]. Ней*
рони безхребетних пошкоджуються також через аномальні внутріш*
ньоклітинні процеси, порушення міжклітинних взаємодій, в результаті
дії екстремальних факторів і гинуть подібно до спеціалізованих нейронів
людини [4]. Таким чином, методи молекулярної генетики безхребет*
них можуть бути використані для перевірки гіпотез стосовно патогене*
зу нейродегенеративних захворювань і пошуку лікарських засобів —
супресорів та індукторів нейродегенерацій. Одним із всебічно вивче*
них еукаріотичних модельних об’єктів генетики є D. melanogaster, яка
© О.Л. ПЛАХТА, Д.В. МАКСИМІВ, О.М. МАКАРЕНКО , 2008
115ISSN 1810�7834. Вісн. Укр. тов�ва генетиків і селекціонерів. 2008, том 6, № 1
Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу ...
володіє значною подібністю (70%) до
структури і функції генів, що включені
у процеси диференціації та розвитку
нейронів у людини [5, 6]. Описано [7]
велику кількість нейродегенеративних
мутантів (НДМ) D. melanogaster, в ней*
ронах яких розвиваються зміни, ана*
логічні тим, що ідентифікуються при
нейропатологіях у людини.
З іншого боку, незважаючи на вели*
ку кількість препаратів та біологічно ак*
тивних речовин, які використовуються
у клінічній неврології [1, 8], проблема
лікування нейродегенеративних захво*
рювань залишається відкритою. Саме
тому в останні роки звертається особ*
лива увага на використання комбінова*
ного впливу лікарських препаратів
різного напрямку фармакологічної дії.
Зокрема, найпершим і найважливішим
кроком у лікуванні НДП є зупинка про*
цесів відмирання нейронів, тобто ней�
ропротекція. Основними відомими
нейропротекторами на цей час є: арі*
септ, церебролізин, окситоцин, піраце*
там [9]. Наступним етапом розробле*
ного нами[10, 11] комбінованого підхо*
ду є нейроактивація, тобто відновлен*
ня енергетичного обміну і стимуляція
регенерації структурних компонентів
пошкоджених нейронів, що веде до ут*
ворення нових нейрональних зв’язків
[12]. В якості нейроактиваторів нами
були використані адреналін, церебрал,
адемент. Завершальним етапом цієї
схеми виступає нейроретардація, яка
супроводжується зупинкою надмірно*
го спраутингу нейронів, що досягаєть*
ся завдяки використанню антагоністів
Са+2 каналів (верапамілу, мемантину,
німотопу) [13, 14]. Така схема комбіно*
ваного впливу фармакологічних препа*
ратів була апробована на НДМ D. me�
lanogaster [10, 11]і виявилася достат*
ньо ефективною: відтерміновувалася
поява нейродегенеративних змін у
мозку комах і зростала тривалість жит*
тя особин.
Метою даної роботи стало дослід*
ження комбінованого впливу пірацета*
му, церебралу та верапамілу на проце*
си нейродегенерації, тривалість життя
та кальцієвий гомеостаз у нейродеге*
неративних мутантів D. melanogaster.
Матеріали і методи
Дослідження проводили на чоти*
рьох лініях нейродегенеративних му*
тантів по Х*хромосомі (sws, 76*15,
2*14, 61*7), які характеризувалися вко*
роченою тривалістю життя та наявні*
стю НДП у клітинних структурах голов*
ного мозку. Фенотипово нейродегене*
ративні зміни у мутантів проявлялись
у вигляді вакуолей, прогалин, отворів
різного розміру, які пронизували тка*
нину головного мозку [7]. Контролем
слугувала лінія дикого типу Oregon R.
Класичним нейропротектором є
пірацетам (ноотропіл) — 2*оксо*1*
піролідинацетимід [1, 9] з групи ноо*
тропів. Відомі дві основні особливості
дії пірацетаму: нейрональна – нейро*
протекція і судинна – покращення моз*
кового кровообігу. Засіб змінює
швидкість проходження процесів збуд*
ження у мозку, покращує нейрональну
пластичність і метаболізм, сприяючи
активації синтезу ДНК, фосфоліпідів та
ряду кіназ у нейронах. Препарат змен*
шує агрегацію тромбоцитів, а при по*
рушенні еластичності цитомембран
еритроцитів покращує їх здатність до
зміни форми і проходження по судинах
мозку. Пірацетам долає гематоенце*
фалітний і плацентарний бар’єри, ха*
рактеризується високою ефективністю
при лікуванні нервових розладів у лю*
дей і дослідних тварин із експеримен*
тальною патологією [15].
В якості нейроактиватора застосо*
вували церебрал — екстракт водороз*
116 ISSN 1810�7834. Вісн. Укр. тов�ва генетиків і селекціонерів. 2008, том 6, № 1
О.Л. Плахта, Д.В. Максимів, О.М. Макаренко
чинних молекул, виділених з церебро*
кортексу тварин, які успішно перенес*
ли геморагічний інсульт [16, 17]. Після
моделювання геморагічного інсульту у
тварин відбуваються активні регенера*
тивні та репаративні процеси, стиму*
люється ріст нейритів та синапсоутво*
рення. Церебрал, проявляючи свою
дію, підсилює синтез NGF (фактор ро*
сту нейронів) і виявляє модулюючі
впливи на імунну систему в експери*
менті [12, 17]. Це один із механізмів
його антиінсультної дії, через який
відбувається призупинення розвитку
нейродегенеративних процесів. Ак*
тивна фракція церебралу містить пеп*
тиди з молекулярною масою 350–
500 Д [1].
Один із найбільш вивчених анта*
гоністів Са+2*каналів — верапамілу
гідрохлорид (верапаміл) слугував у
нашій роботі в якості нейроретардато*
ра [15]. Препарат використовується не
лише у неврології, а й у кардіології, ос*
кільки володіє здатністю нормалізува*
ти порушення серцевого ритму. Вера*
паміл зменшує потік іонів Са+2 через
повільні специфічні канали. Внаслідок
зменшення внутрішньоклітинної кон*
центрації Са+2 нормалізується
швидкість розщеплення АТФ, тонус
гладкої мускулатури судин зменшуєть*
ся. Верапаміл викликає розширення
артерій, сприяє активному кровопос*
тачанню мозку, тобто володіє власти*
востями судинних препаратів. Він за*
хищає нейрони при гіпоксії [14, 15,19].
В роботі ми використовували фар*
макологічні засоби у концентраціях, які
розраховували, виходячи з рекомен*
дованої максимальної добової дози
засобу на 1 кг ваги пацієнта в перера*
хунку на кількість поживного середови*
ща: пірацетам — 0,085 мл/100мл сере*
довища, церебрал — 3,6 мг/100мл се*
редовища, верапаміл — 0,28 мл/100мл
середовища. Фармакологічні препара*
ти вводилися згідно з наведеною схе*
мою (рис.1). У всіх експериментах кон*
тролем служила дистильована вода.
Проводили затравку личинок пірацета*
мом, після вилуплення п’ятиденних
імаго переносили на нове середовище
з додаванням церебралу, а на 10*ий
день після вильоту імаго – на середо*
вище з верапамілом. Через кожні 3 дні
рахували кількість особин, які вижили.
На основі отриманих числових даних
визначали основні параметри трива*
лості життя, будували криві виживан*
ня досліджуваних ліній мух.
Гістологічні препарати головного
мозку готували за стандартною мето*
дикою [19]. Для цього досліджуваних
Рис. 1. Схема дослідження комбінованого впливу фармакологічних засобів на мутантів D. melanogaster.
НП – нейропротектор, НА – нейроактиватор, НР – нейроретардатор
117ISSN 1810�7834. Вісн. Укр. тов�ва генетиків і селекціонерів. 2008, том 6, № 1
Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу ...
особин фіксували у розчині Карнуа, що
складався із етанолу, хлороформу і оц*
тової кислоти у співвідношенні 6:3:1.
Далі проводили дегідратацію і відми*
вання об’єктів у спиртах з наступною
фіксацією у парафінах. З парафінових
блоків безпосередньо виготовляли
гістологічні зрізи мозку дрозофіли тов*
щиною 7 мкм, які переносили на жела*
тинізовані предметні скельця, їх вису*
шували при t 37 °С і відмивали ксило*
лом від парафіну. Готові препарати
аналізували в ультрафіолетовому світлі
на мікроскопі Laboval*3 (Carl Zeiss
Jena) при збільшенні (15 × 40). Гісто*
логічні препарати зрізів мозку аналізу*
вали на 5*й, 10*й та 15*й день після ви*
льоту імаго.
Визначення концентрації Са+2 у го*
могенаті головного мозку D. mela�
nogaster проводили з використанням
стандартного набору реактивів фірми
“Simko – Ltd” (м. Львів). Принцип ме*
тоду полягає у здатності іонів Са+2 ут*
ворювати з арсеназо III комплекс си*
нього кольору. Інтенсивність забарв*
лення даного комплексу, яка була екв*
івалентною концентрації Са+2 у пробі,
вимірювали за допомогою спектрофо*
тометра СФ26 при довжині хвилі λ =
590 нм. Нагромадження Са+2 тканиною
мозку виражали в наномолях у перера*
хунку на сиру вагу.
Статистичну обробку результатів
досліджень проводили з використан*
ням комп’ютерної програми Excel, виз*
начаючи загальновживані статистичні
показники кількісних даних – середнє
арифметичне (М), стандартну похибку
середнього арифметичного (m). Для
оцінки достовірності отриманих даних
вираховували коефіцієнт Стьюдента
(t), при цьому достовірною вважалася
різниця при показнику достовірності
р ≤ 0,05, що відповідає коефіцієнту
Стьюдента t ≥ 2,3 .
Результати та обговорення
Старіння у D. melanogaster в нормі
починається після 20*ти днів життя
імаго [7]. У досліджуваних мутантів по*
ява нейродегенерацій спостерігається
у різні терміни. У мух лінії sws вакуолі
різного розміру розкидані по всій моз*
ковій тканині і виявляються вже на пер*
ший день після вильоту імаго. Фенотип
особин лінії 76*15 проявляється у виг*
ляді губчастоподібної структури моз*
ку з третього дня життя дорослих осо*
бин. У імаго ліній 2*14 та 61*7 на третій
день з’являються зміни у вигляді от*
ворів і плям різного розміру по всій
структурі головного мозку [7]. У табл.1.
представлені результати дії фармако*
логічних засобів на НДМ. Без впливу
препаратів мутантний фенотип у всіх
досліджуваних ліній мутантів прояв*
ляється вже до 5*го дня життя імаго, а
при застосуванні нейропротектора
пірацетаму нейродегенерація у ліній
sws, 76*15 та 61*7 на 5*й день вияв*
ляється лише у вигляді початкових змін
в структурах мозку. Аналіз гістологіч*
них зрізів головного мозку 10*денних
мух показав, що при використанні
лише церебралу або пірацетаму і це*
ребралу в особин ліній 76*15 та 2*14
мозкова тканина залишається пов*
ністю неушкодженою. Лінії sws та 61*7
характеризуються появою початкових
змін тканини мозку. На нашу думку,
більш високою ефективністю з двох
препаратів володіє церебрал. Аналіз
зрізів мозку 15*денних мух проводили
після впливу трьох препаратів у різних
комбінаціях. Як видно з табл.1, у му*
тантів без використання фармакологі*
чних засобів спостерігається прогре*
суюча динаміка нейродегенеративних
процесів.
Поодиноке окреме використання
пірацетаму, церебралу чи верапамілу
відтерміновує появу нейродегенерацій
118 ISSN 1810�7834. Вісн. Укр. тов�ва генетиків і селекціонерів. 2008, том 6, № 1
О.Л. Плахта, Д.В. Максимів, О.М. Макаренко
у комах більшості досліджуваних ліній.
Їх фенотип характеризується лише не*
значними початковими змінами нерво*
вої тканини. Використання комбінації
нейропротектор + нейроактиватор є
більш ефективним, ніж поодинокий ва*
ріант застосування засобів. Проте аб*
солютне відновлення фенотипу ткани*
ни мозку до нормального у 15*денних
імаго спостерігається лише у випадку
використання засобів з різним меха*
нізмом дії за трьохетапною схемою:
нейропротектор (пірацетам) + нейро*
активатор (церебрал) + нейроретарда*
тор (верапаміл).
Ефективність дії трьохетапної схе*
ми була прослідкована на гістологічних
зрізах 17*, 20*, 25* і 30*денних мух.
Контролем слугували мухи з НДП, які
на етапах досліду утримувались на
стандартному середовищі з додаван*
ням води (табл.2). Починаючи з 17*го
дня життя особин в контролі, спостер*
ігається прогресуюча нейродегенера*
ція. Структура мозкової тканини є по*
риста з чітко вираженими отворами.
Такий дегенеративний фенотип му*
тантів, що використовувався як конт*
роль, залишається аж до 30 дня життя
комах. В той же час у 17*денних імаго
після впливу трьох препаратів фенотип
досліджуваних нами мутантів зали*
шається аналогічним інтактному дико*
му типу (табл. 2). Лише з 20*го дня
Таблиця1. Фенотиповий прояв НДП у тканині мозку мутантів D. melanogaster під час по*
одинокого та поетапного впливу фармакологічних засобів
Лінія 5-й день 10-й день 15-й день
+H
2O
+П +H
2O
+H
2O
+H
2O
+П
+H
2O
+Ц
+П
+Ц
+H
2O
+H
2O
+H
2O
+H
2O
+H
2O
+П
+H
2O
+H
2O
+Ц
+H
2O
+H
2O
+В
+H
2O
+П
+Ц
+H
2O
+П
+В
+H
2O
+Ц
+В
+П
+Ц
+В
Oregon N N54 N N N N N N N N N N N N
sws M M M M M M M M M M N N M N
76-15 M M M M N N M M M M M M N N
61-7 M M M M M M M M M M M M M N
2-14 M M M M N N M M M M N M M N
Примітка: N — нормальний фенотип мозкової тканини, М — мутантний фенотип; П — пірацетам, Ц —
церебрал, В — верапаміл.
Таблиця 2. Фенотиповий прояв НДП у тканині мозку мутантів D. melanogaster в пізньому
онтогенезі після комбінованого впливу фармакологічних засобів
17 день 20 день 25 день 30 день
Лінія
+П+Ц+В +H2O+
H2O+H2O
+П +Ц +В + H2O
+H2O +H2O
+П+Ц+В +H2O+
H2O +H2O
+П+Ц+В +H2O+
H2O+H2O
or N N N N N N N N
sws N M M M M M M M
76–15 N M N M M M M M
61–7 N M M M M M M M
2–14 N M M M M M M M
* Позначення, як в табл.1.
119ISSN 1810�7834. Вісн. Укр. тов�ва генетиків і селекціонерів. 2008, том 6, № 1
Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу ...
структура головного мозку мутантів
починає руйнуватись, а прогресуюча
нейродегенерація з’являється на 25*й
день життя досліджуваних імаго.
В роботах багатьох дослідників [2,
4] було показано, що активне функціо*
нування нервової системи відіграє
важливу роль в регуляції процесів ста*
ріння, при цьому тривалість життя
більшості нейронів корелює із трива*
лістю життя цілісного організму. Для
встановлення кількісних характерис*
тик впливу досліджуваних препаратів
за трьохетапною схемою ми побудува*
ли криві виживання комах досліджува*
них ліній після комбінованого впливу
фармакологічних засобів (рис. 2). Як і
в попередній серії дослідів, конт*
рольним особинам у поживне середо*
вище вносили воду. Найдовшу три*
валість життя серед досліджуваних
ліній має дикий тип Oregon в середньо*
му 62 дні. Максимальна тривалість
життя ліній нейродегенеративних му*
тантів становить 40–50 днів, тобто в
середньому на 20% менша за норму.
За даними літератури [7, 8], вкороче*
на тривалість життя НДМ може бути на*
слідком порушення процесів метабо*
лізму в організмі комах, а також того,
що у мутантів в процесі дегенерації
відмирають певні групи нейронів, які
виконують життєво важливі функції.
Аналізуючи поетапний вплив дослі*
джуваних фармакологічних засобів на
виживання мух (рис. 2), можна бачити,
що параметри тривалості життя НДМ
в результаті фармакокорекції є про*
довженими на 15–23% порівняно з
контрольними НДМ. Особливу ефек*
тивність трьохетапного підходу вияв*
лено щодо лінії sws: тривалість життя
цих мутантів після застосування піра*
цетаму, церебралу та верапамілу
збільшується на 23% порівняно з кон*
трольними. Незважаючи на позитив*
ний терапевтичний ефект комбінова*
ного впливу фармакологічних засобів
тривалість життя мутантів є до 10%
вкороченою порівняно з диким типом.
Слід зауважити, що досліджувані фар*
макологічні препарати також суттєво
не впливають на характер відмирання
особин молодого віку, а найбільший
ефект здійснюють на останньому етапі
життя особин – під час старіння (від
25*го дня життя імаго).
Ці результати можуть свідчити про
можливість блокади дегенеративних
процесів у особин середнього віку і під
час старіння мутантів за рахунок нор*
малізації метаболічних процесів у нер*
вовій системі комах на даних етапах
життя.
У мух з НДП роль Са+2 іонів в діяль*
ності нервової системи є надзвичайно
важливою. Іони Са+2 поступають із по*
заклітинного середовища через
відповідні іонні канали і запускають або
модулюють багато клітинних процесів:
проведення нервового імпульсу,
підтримання електричного трансмем*
бранного потенціалу, здійснення ре*
цептор*ефекторних реакцій, підтри*
мання оптимального рівня нейропла*
стичності нейронів (здатності до адап*
тації шляхом активації росту дендритів,
утворення нових синаптичних зв’язків)
[13, 18]. Підтримання фізіологічного
балансу зовнішньо* та внутрішньоклі*
тинної концентрацій Са+2 забезпечує
ефективне функціонування нейронів.
Баланс зумовлюється транспортом
даних іонів за допомогою потенціал*
залежних каналів L*типу, що реагують
на зміни електричного потенціалу мем*
брани та рецептор*керованих каналів
NMDA. Останні активуються збудливи*
ми нейромедіаторами (зокрема глута*
матом), концентрація якого є підвище*
ною у людей з захворюваннями нерво*
вої системи та при старінні. Внаслідок
120 ISSN 1810�7834. Вісн. Укр. тов�ва генетиків і селекціонерів. 2008, том 6, № 1
О.Л. Плахта, Д.В. Максимів, О.М. Макаренко
Рис. 2. Криві виживання комах ліній Drosophila melanogaste після комбінованого впливу пірацетаму
(П), церебралу (Ц) і верапамілу (В)
121ISSN 1810�7834. Вісн. Укр. тов�ва генетиків і селекціонерів. 2008, том 6, № 1
Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу ...
активації процесів перекисного окис*
лення ліпідів відбувається руйнування
фосфоліпідного шару мембран нерво*
вих клітин [1, 2, 13]. Збільшення внут*
рішньоклітинної нейрональної концен*
трації Са+2 іонів веде до порушення го*
меостазу клітин, наслідком чого є
зміна синтезу і секреції нейромедіа*
торів, активація процесів апоптозу і
загибелі нейронів.
Враховуючи, що порушення обміну
Са+2 іонів у нейронах характерне для
багатьох нейродегенеративних про*
цесів, в тому числі при патологічному
старінні мозку людей похилого віку
(при хворобі Альцгеймера), ми дослі*
джували вплив фармакологічної блока*
ди верапамілом надлишкового транс*
порту цих іонів через цитомембрану на
внутрішньоклітинний кальцієвий гоме*
остаз та на розвиток НДП у мух.
Результати дослідження комбінова*
ного впливу пірацетаму, церебралу та
верапамілу на внутрішньонейрональ*
ний кальцієвий гомеостаз НДМ дрозо*
філи представлені на рис. 3. На почат*
ку дослідження концентрація внутріш*
ньоклітинного кальцію у мух дикого
типу і у нейродегенеративних мутантів
зростає з віком. В той же час у дослід*
жуваних НДМ вона перевищує норму
на 17–25%, визначену у молодих ко*
мах. Різке збільшення концентрації
внутрішрньоклітинних Са+2 іонів (на
40–50%) у НДМ спостерігається на 10–
12 день життя імаго. Зростання кон*
центрації іонів кальцію корелює їз по*
чатком прогресування нейродегене*
рації з 10–12 дня життя мутантів. Після
комбінованого застосування пірацета*
му, церебралу та верапамілу кокцент*
рація внутрішрньоклітинних Са+2 іонів
у 1–3*денних, 5–7*денних НДМ змен*
шується на 7–11% відповідно. Найбіль*
ший ефект спостерігається у 10–12*
денних НДМ. У них після застосування
зазначених засобів концентрація внут*
рішньоклітинного кальцію зменшуєть*
ся на 35–45% і максимально набли*
жається до відповідних показників лінії
дикого типу. Останні резутьтати також
пояснюються доцільністю викори*
стання верепамілу в якості нейроре*
тардатора. Даний фармакологічний
препарат характеризується швидким
впливом на зміну кінетики кальцієвих
каналів: зменшуючи деполяризуючі
потоки, які викликані входженням Са+2
в негативно заряджену цитоплазму,
верапаміл нормалізує тонус мозкових
судин та гомеостаз нейронів [14, 18].
Таким чином, отримані результати
свідчать про високу терапевтичну ак*
тивність не окремих досліджуваних за*
собів, але і їх комбінованого впливу. Ми
виявили, що при поодинокому вве*
денні препаратів, а також при комбі*
нації двох препаратів: нейропротектор
+ нейроактиватор, нейропротектор +
нейроретардатор, нейроактиватор +
нейроретардатор на 15*й день життя
імаго проявляється мутантний фено*
тип. І лише при трьохетапному засто*
суванні препаратів поява нейродеге*
неративних змін у мозку мутантів з
різним генотипом відтерміновується
до 17–19 дня життя імаго, а показники
тривалості життя збільшуються на 15–
23%. Показано, що внутрішньоклітин*
на концентрація Са+2 іонів у нейроде*
генеративних мутантів на 17–50%
вища за норму. Терапевтична ефек*
тивність комбінації пірацетам + цереб*
рал + верапаміл пояснюється змен*
шенням концентрації іонів внутрішнь*
оклітинного кальцію у нейродегенера*
тивних мутантів на 20–45% порівняно
з контролем, що затримує розвиток
нейродегенеративних процесів. Ре*
зультати проведених дослідженнь
підтверджують думку про можливість
лікування нейродегенеративних захво*
122 ISSN 1810�7834. Вісн. Укр. тов�ва генетиків і селекціонерів. 2008, том 6, № 1
О.Л. Плахта, Д.В. Максимів, О.М. Макаренко
Рис. 3. Вплив комбінованого застосування пірацетаму (П), церебралу (Ц) та верапамілу (В) на внутрі*
шньоклітинний кальцієвий гомеостаз у мутантів D. melanogaster
123ISSN 1810�7834. Вісн. Укр. тов�ва генетиків і селекціонерів. 2008, том 6, № 1
Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу ...
рювань за розробленою схемою: ней*
ропротекція+нейроактивація +нейро*
ретардація, але цей висновок потре*
бує проведення відповідних клінічних
досліджень.
Представлено І.Р. Бариляком
Надійшла 4.02.2008
Перелік літератури
1. Яхно Н., Преображенская И. Болезнь
Альцгеймера: патогенез, клиника, ле*
чение // РМЖ. — 2002.—10, №25. —
С. 2–14.
2. Fanh S. and Sulzer D. Neurodegeneration
and neuroprotection in Parcinson Disease
// The J. Amer. Society for Experim.
NeuroTherapeutics. – 2004. — 1. —
P. 139*154.
3. Hurtley St.,Hardy J. Neurodegeneraiton
Experimental Therapeutics of neurode*
generative Disorders // Science – 1998.
– 282. — P. 171*183.
4. Driscoll M., Garstbrein B. Dying for a
cause: invertebrate genetics takes on hu*
man neurodegeneration // Genetics. –
2003. — 4.— P. 181–194.
5. Higgins L., Cordell. Genetically engi*
neered animal models of human neurode*
generative disease // Neurodegeneration.
— 1995. — 4. — P. 117–129.
6. Greenspan R. Fly pushing. The theory and
practice of Drosophila genetics // Cold
Spring harbor Lab. Press., NY, USA. —
1997. — P. 23*46.
7. Щербата Г., Матийцив Н., Черник Я.,
Яценко А., Радыш В., Кучеренко М.,
Максимив Д. Генетический анализ ней*
родегенеративных мутантов Drosophila
melanogaster по Х*хромоcоме, индуци*
рованных этилметансульфонатом и
нитрозоэтилмочевиной // Генетика. —
2004. — 40, №9. — С. 1286*1292.
8. Максимів М., Радиш В., Кучеренко М.,
Черник Я., Щербата Г. Дослідження
впливу фармакологічних препаратів
різних напрямків дії на динаміку роз*
витку нейродегенерації у Drosophila
melanogaster // Вісн. Львів. ун*ту. Сер.
біол. — 2003. – Вип. 34. — С. 108*114.
9. Bulloсk R. New drugs for Alzhelmer’s
disease and other dementions // Br. J.
Psychiatry. — 2002. — 180. — P. 135*139.
10. Радиш В., Ступницька І., Кучеренко М.,
Плахта О., Макаренко О., Гасуль Е.,
Максимів Д., Черник Я. Вплив препара*
ту Адемент і його низькомолекулярних
фракцій на розвиток нейродегенера*
тивних процесів у мутантів Drosophila
melanogaster // Цит. и генет. — 2005. —
39, № 4. — С. 45*52.
11. Радыш В.В., Максимив Д.В., Макарен�
ко А.Н. Комплексное влияние фарма*
кологических веществ на дегенератив*
ные процессы в мозге мутантов Droso*
phila melanogaster // Экспер. и клинич.
фармакол. – 2006. – 69, №5. – С. 16*19.
12. Макаренко А.Н., Васильева И.Г., Чо�
пик Н.Г. Нейроактивирующий молеку*
лярный механизм действия факторов
синтеза секреции ФРН при остром ге*
моррагическом инсульте // Трансплан*
тология. – 2002. – 3, № 2. – С. 69*74.
13. Bronstein�Sitton N. Ca+2*dependent K+
(K, Ca) channels: at the crossroads cell
metabolism // Modulator. – 2005. — № 5.
– Р. 10*14.
14. Echiren H., Eichelbaum M. Clinical phar*
macokinetics of verapamil, nifedipine and
diltiazem // Clin.Pharmacocinetics. –
1986. – 11. – P. 425*449.
15. Машковский М.Д. Лекарственные сред*
ства. М.: Медицина. – 1999. – 1. – С. 732.
16. Макаренко А.Н., Васильева И.Г., Чо�
пик Н.Г. и др. Влияние активной фрак*
ции препарата “Церебрал” на уровень
экспрессии каспазы*3 и белка предше*
ственника b*амилоида при лечении ге*
моррагического инсульта в остром и
отдаленном периодах // Бюлл. эксп.
биол. и мед. – 2005. — 139, № 2. — С.
175*177.
17. Аркадьев В.Г., Макаренко А.Н., Новик
Л.В., Пустоваров А.Ю, Максимов Ю.Н.
Влияние церебрала – перспективного
антиинсультного средства на имунную
систему при геморрагическом инсуль*
те // Экспер. и клин. фармакол. – 2002.
– 65, № 2. – С. 20*23.
18. Meir A. Voltage dependent Са+2 (CaV)
124 ISSN 1810�7834. Вісн. Укр. тов�ва генетиків і селекціонерів. 2008, том 6, № 1
О.Л. Плахта, Д.В. Максимів, О.М. Макаренко
channels // Modulator. – 2005. — №20.
— P. 2–6.
19. Ashburner M. Drosophila. NY, USA: Cold
Spring harbor Univ. Press. — 1989. – 1 .–
P.1331.
ОСОБЕННОСТИ КОМБИНИРОВАННОГО
ВЛИЯНИЯ ПИРАЦЕТАМА, ЦЕРЕБРАЛА
И ВЕРАПАМИЛА НА ДЕГЕНЕРАТИВНЫЕ
ПРОЦЕССЫ В МОЗГЕ DROSOPHILA
MELANOGASTER
О.Л. Плахта, Д.В. Максимив,
А.М. Макаренко
Львовский национальный университет
имени Ивана Франко
Украина, 79005, г. Львов, ул. Грушевско*
го, 4,
e*mail: maksimiv@mail. ru
Возрастные нейродегенеративные нару*
шения у людей характеризуются поздним
проявлением, быстрым прогрессировани*
ем и часто оканчиваются смертью. Лече*
ние нейропатологий является актуальной
проблемой в наше время, решение кото*
рой зависит и от проведения модельных
исследований. Нейродегенеративные му*
танты дрозофилы выступают адекватной
моделью для изучения этих процессов у
человека. Нами исследовано комбиниро*
ванное влияние фармакологических пре*
паратов и средств: пирацетама, церебра*
ла и верапамила на дегенеративные изме*
нения в мозге Drosophila melanogaster.
Выявлено, что при совместном влиянии
этих препаратов нейродегенеративные
процессы в мозге мутантов отодвигаются
до 17–20 дня жизни имаго. Показано, что
использование комбинации пирацетам +
церебрал + верапамил продлевает жизнь
насекомых на 10–23% в зависимости от
генотипа мутантов. Механизм действия
данной комбинации у нейродегенератив*
ных мутантов заключается в снижении кон*
центрации внутриклеточного кальция на
20–45% по сравнению с контролем.
Ключевые слова: нейродегенерация, пи*
рацетам, церебрал, верапамил, дрозо*
фила.
INVESTIGATION OF COMBINE INFLUENCE
OF PIRACETAM, CEREBRAL
AND VERAPAMIL ON THE DEGENERATIVE
PROCESSES IN DROSOPHILA
MELANOGASTER BRAIN
O.L. Plachta, D.V. Maksymiv,
A.N. Makarenko
Ivan Franko National University of L’viv,
Hrushevsky st. 4
L’viv 79005, Ukraine,
e*mail: maksimiv@mail. ru
Various human neurodegenerative disorders
are characterized by late onest, relentless
progression and finally death. The neurode*
generative diseases treatment is actual prob*
lem nowdays. D. melanogaster neurodegen*
erative mutants are a good model for human
neurodegeneration investigation. It was ex*
plored combine influence of pharmacological
drugs piracetam, cerebral and verapamil on
the degenerative processes in Drosophila
melanogaster brain. We detected that share
influence of this drugs delay changes in neu*
rodegenerative mutants brain by 17*20 days.
It was shown that piracetam, cerebral and ve*
rapamil combine influence enlarge mean life*
time by 10*23% depending of mutants geno*
type. Share combination influens decreases
intracellular Са+2 iones concentration by 20*
45% comparativly control in neurodegenera*
tive mutants.
Кеу words: neurodegeneration, piracetam,
cerebral, verapamil, drosophila.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-18802 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1810-7834 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:46:49Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Українське товариство генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова |
| record_format | dspace |
| spelling | Плахта, О.Л. Максимів, Д.В. Макаренко, О.М. 2011-04-10T11:39:54Z 2011-04-10T11:39:54Z 2008 Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні процеси в мозку Drosophila melanogaster / О.Л. Плахта, Д.В. Максимів, О.М. Макаренко // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. — 2008. — Т. 6, № 1. — С. 114-124. — Бібліогр.: 19 назв. — укр. 1810-7834 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18802 577.24: 577.25: 591.481.1 Вікові нейродегенеративні порушення у людини характеризуються пізнім проявом, швидким прогресуванням і часто закінчуються смертю. Лікування нейропатологій є актуальною проблемою, вирішення якої залежить від проведення модельних досліджень. Нейродегенеративні мутанти дрозофіли є адекватною моделлю для вивчення нейродегенеративних процесів у людини. Нами досліджено комбінований вплив фармакологічних препаратів та засобів: пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні зміни у мозку Drosophila melanogaster. Виявлено, що застосування комбінації пірацетам + церебрал + верапаміл продовжує життя комах на 10-23 %, а також відтерміновує нейродегенеративні процеси у мозку мутантів до 17-20 дня життя імаго залежно від генотипу. Механізм дії даної комбінації препаратів у нейродегенеративних мутантів полягає, в основному, у зниженні концентрації внутрішньоклітинного кальцію на 20-45 % порівняно з контролем. Возрастные нейродегенеративные нарушения у людей характеризуются поздним проявлением, быстрым прогрессированием и часто оканчиваются смертью. Лечение нейропатологий является актуальной проблемой в наше время, решение которой зависит и от проведения модельных исследований. Нейродегенеративные мутанты дрозофилы выступают адекватной моделью для изучения этих процессов у человека. Нами исследовано комбинированное влияние фармакологических препаратов та средств: пирацетама, церебрала и верапамила на дегенеративные изменения в мозге Drosophila melanogaster. Выявлено, что при совместном влиянии этих препаратов нейродегенеративные процессы в мозге мутантов отодвигаются до 17-20 дня жизни имаго. Показано, что использование комбинации пирацетам + церебрал + верапамил продлевает жизнь насекомых на 10-23 % в зависимости от генотипа мутантов. Механизм действия данной комбинации у нейродегенеративных мутантов заключается в снижении концентрации внутриклеточного кальция на 20-45 % по сравнению с контролем. Various human neurodegenerative disorders are characterized by late onest, relentless progression and finally death. The neurodegenerative diseases treatment is actual problem nowdays. D. melanogaster neurodegenerative mutants are a good model for human neurodegeneration investigation. It was explored combine influence of pharmacological drugs piracetam, cerebral and verapamil on the degenerative processes in Drosophila melanogaster brain. We detected that share influence of this drugs delay changes in neurodegenerative mutants brain by 17-20 days. It was shown that piracetam, cerebral and verapamil combine influence enlarge mean lifetime by 10-23 % depending of mutants genotype. Share combination influens decreases intracellular Са^+2 iones concentration by 20-45 % comparativly control in neurodegenerative mutants. uk Українське товариство генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів Оригінальні статті Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні процеси в мозку Drosophila melanogaster Особенности комбинорованного влияния пирацетама, церебрала и верапамила на дегенеративные процессы в мозге Drosophila melanogaster Investigation of combine influence of piracetam, cerebral and verapamil on the degenerative processes in Drosophila melanogaster brain Article published earlier |
| spellingShingle | Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні процеси в мозку Drosophila melanogaster Плахта, О.Л. Максимів, Д.В. Макаренко, О.М. Оригінальні статті |
| title | Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні процеси в мозку Drosophila melanogaster |
| title_alt | Особенности комбинорованного влияния пирацетама, церебрала и верапамила на дегенеративные процессы в мозге Drosophila melanogaster Investigation of combine influence of piracetam, cerebral and verapamil on the degenerative processes in Drosophila melanogaster brain |
| title_full | Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні процеси в мозку Drosophila melanogaster |
| title_fullStr | Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні процеси в мозку Drosophila melanogaster |
| title_full_unstemmed | Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні процеси в мозку Drosophila melanogaster |
| title_short | Особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні процеси в мозку Drosophila melanogaster |
| title_sort | особливості комбінованого впливу пірацетаму, церебралу та верапамілу на дегенеративні процеси в мозку drosophila melanogaster |
| topic | Оригінальні статті |
| topic_facet | Оригінальні статті |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18802 |
| work_keys_str_mv | AT plahtaol osoblivostíkombínovanogovplivupíracetamucerebralutaverapamílunadegenerativníprocesivmozkudrosophilamelanogaster AT maksimívdv osoblivostíkombínovanogovplivupíracetamucerebralutaverapamílunadegenerativníprocesivmozkudrosophilamelanogaster AT makarenkoom osoblivostíkombínovanogovplivupíracetamucerebralutaverapamílunadegenerativníprocesivmozkudrosophilamelanogaster AT plahtaol osobennostikombinorovannogovliâniâpiracetamacerebralaiverapamilanadegenerativnyeprocessyvmozgedrosophilamelanogaster AT maksimívdv osobennostikombinorovannogovliâniâpiracetamacerebralaiverapamilanadegenerativnyeprocessyvmozgedrosophilamelanogaster AT makarenkoom osobennostikombinorovannogovliâniâpiracetamacerebralaiverapamilanadegenerativnyeprocessyvmozgedrosophilamelanogaster AT plahtaol investigationofcombineinfluenceofpiracetamcerebralandverapamilonthedegenerativeprocessesindrosophilamelanogasterbrain AT maksimívdv investigationofcombineinfluenceofpiracetamcerebralandverapamilonthedegenerativeprocessesindrosophilamelanogasterbrain AT makarenkoom investigationofcombineinfluenceofpiracetamcerebralandverapamilonthedegenerativeprocessesindrosophilamelanogasterbrain |