Мозг человека потребляет около 20% кислорода, поступающего в организм. В физиологических условиях 1–2% потребляемого кислорода преобразуется в активные формы кислорода (АФК), что приводит к окислительному стрессу. По сравнению с другими органами, мозг содержит больше липидов и полиненасыщенных жирных кислот, что делает его особенно восприимчивым к повреждениям, вызываемым АФК. Окислительный стресс в мозге вызывает повреждение и гибель клеток и играет важную роль в развитии многих нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера (БА), болезнь Паркинсона (БП) и боковой амиотрофический склероз (БАС).

CC:Эндрю Гиллис Источники: Wikimedia

В качестве примера рассмотрим болезнь Паркинсона. Болезнь Паркинсона — распространенное нейродегенеративное заболевание, поражающее в первую очередь двигательную нервную систему. Она характеризуется гибелью клеток в черной субстанции среднего мозга, что приводит к дефициту дофамина в соответствующих областях мозга. Особенностью нейронов черной субстанции является возрастное накопление нейромеланина; клетки, содержащие нейромеланин, наиболее подвержены гибели при болезни Паркинсона. Хотя механизм дегенерации дофаминергических нейронов в мозге пациентов с болезнью Паркинсона сложен и еще не до конца изучен, исследования выявили повышенный уровень окисленных липидов, белков, ДНК и РНК в их мозге — повышение этих биомаркеров окислительного повреждения свидетельствует о связи болезни Паркинсона и ее прогрессирования с повышенным окислительным стрессом в мозге.

Клетки, предварительно обработанные очень низкими концентрациями нервоновой кислоты, показали значительное увеличение жизнеспособности (рис. 1).1.б) 

Жизнеспособность клеток значительно повышалась при предварительной обработке очень низкой концентрацией НА (рис. 1.б).

СупероксиддисмутазаПовышенные уровни экспрессии MnSOD (рисунок a) и Cu/ZnSOD (рисунок b)

Уровни экспрессии фермента супероксиддисмутазы Mn SOD (рис. 2a) и Cu/Zn SOD (рис. 2b) также значительно повысились.

Повышенный уровень экспрессии γ-глутамилцистеинсинтазы (GCLC) (Рисунок 3.c)

Уровень экспрессии GCLC также значительно повысился. на рис. 3.с

В исследовании использовались клетки феохромоцитомы крыс (PC-12), стимулированные 6-гидроксидопамином (6-OHDA) для индукции окислительного стресса, которые служили моделью болезни Паркинсона, для изучения нейропротекторного действия нервоновой кислоты. Экспериментаторы предварительно обрабатывали клетки PC-12 различными концентрациями нервоновой кислоты в течение 48 часов, после чего проводили совместную обработку нервоновой кислотой и 6-OHDA в течение еще 48 часов для индукции клеточного окислительного стресса. Клетки, предварительно обработанные очень низкой концентрацией нервоновой кислоты, показали значительное увеличение жизнеспособности; уровни малонового диальдегида (МДА), маркера перекисного окисления липидов, были значительно снижены в клетках, обработанных нервоновой кислотой; уровни экспрессии супероксиддисмутаз исАктивность глутамилцистеинсинтетазы значительно повысилась, что указывает на то, что предварительная обработка нервоновой кислотой активировала клеточную антиоксидантную защитную систему. Результаты эксперимента позволяют предположить, что нервоновая кислота может действовать как нейропротекторный медиатор в головном мозге.

Ссылки[1] Чен, Сюэпин и др.“Окислительный стресс при нейродегенеративных заболеваниях.” Исследования в области нейронной регенерации, том 7,5 (2012): 376-85. doi:10.3969/j.issn.1673-5374.2012.05.009.

[2] Умемото, Хироки и др. «Защитное действие нервоновой кислоты против окислительного стресса, вызванного 6-гидроксидопамином, в клетках PC-12». Журнал олео-науки, том 70, 1 (2021): 95-102. doi:10.5650/jos.ess20262

[3] Барнхэм, К., Мастерс, К. и Буш, А. Нейродегенеративные заболевания и окислительный стресс. Nat Rev Drug Discov 3, 205–214 (2004).https://doi.org/10.1038/nrd1330

[4] Дауэр В., Пшедборски С. Болезнь Паркинсона: механизмы и модели. Нейрон. 2003;39:889–909.