ИЗМЕНЕНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ГРАДИЕНТОВ ГИДРОПЕРЕКИСИ В ОЧАГЕ РЕОКСИГЕНАЦИИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ГЛИЦИНА ПРИ ЭКСАЙТОТОКСИЧНОСТИ

DOI: https://doi.org/10.29296/24999490-2018-03-07

Я.Р. Нарциссов, кандидат физико-математических наук, доцент, В.С. Копылова, Е.В. Машковцева, кандидат физико-математических наук, С.Е. Бороновский, кандидат физико-математических наук Научно-исследовательский институт цитохимии и молекулярной фармакологии, Российская Федерация, 115404, Москва, ул. 6-я Радиальная, д. 24, стр. 14 Е-mail: yarosl@biotic.dol.ru

Введение. Хорошо известен положительный эффект глицина при лечении пациентов, страдающих ишемическим инсультом. Одной из главных составляющих молекулярного механизма действия этой аминокислоты является вазодилатация. В то же время увеличение снабжения кислородом после некоторого периода гипоксии/аноксии может приводить к повышению генерации активных форм кислорода в области реоксигенации. Целью данной работы было выявление влияния глицина на изменение нестационарных градиентов концентраций гидроперекиси в очагах реоксигенации в условиях глутаматной эксайтотоксичности. Методы. Изменения в пространственно-временных распределениях гидроперекиси анализировали на примере виртуальных фантомов локальной области, содержащей кровеносные сосуды, с использованием аналитических решений краевых задач для трехмерного уравнения диффузии. Результаты. Показано, что воздействие глицина на генерацию гидроперекиси, индуцированную избытком глутамата, приводит к существенному снижению градиента ее концентрации в области реоксигенации части ткани, находящейся в гипоксии. Заключение. Результаты работы раскрывают особенность регуляторного действия аминокислоты глицин в локальной области реоксигенации при проявлении глутаматной эксайтотоксичности
Ключевые слова: 
нестационарные градиенты, глицин, перекись водорода, гипоксия, диффузия

Список литературы: 
  1. Влияние глицина на микроциркуляцию в сосудах брыжейки крыс. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2009; 147 (3): 279–83. [Podoprigora, G.I., Nartsissov, Ya.R. Effect of glycine on the microcirculation in rat mesenteric vessels 2009 Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2009; 147 (3): 308–11 (in Russian)]
  2. Подопригора Г.И., Нарциссов Я.Р., Александров П.Н. Влияние глицина на микроциркуляцию в пиальных сосудах головного мозга крыс. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2005; 139 (6): 642–4. [Podoprigora G.I., Nartsissov Ya.R., Aleksandrov P.N. Effect of glycine on microcirculation in pial vessels of rat brain. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2005; 139 (6): 675–7 (in Russian)]
  3. Gusev E.I., Skvortsova V.I., Dambinova S.A., Raevskiy K.S., Alekseev A.A., Bashkatova V.G., Kovalenko A.V., Kudrin V.S., Yakovleva E.V. Neuroprotective effects of glycine for therapy of acute ischaemic stroke. Cerebrovascular Diseases. 2000; 10 (1): 49–60.
  4. Lobysheva N.V., Selin A. A., Yaguzhinsky L.S., Nartsissov Y.R. Diversity of neurodegenerative processes in the model of brain cortex tissue ischemia. Neurochemistry International. 2009; 54 (5–6): 322–9.
  5. Тоньшин А.А., Лобышева Н.В., Ягужинский Л.С., Безгина Е.Н., Мошков Д.А., Нарциссов Я.Р. Влияние тормозного нейромедиатора глицина на медленные деструктивные процессы в срезах коры больших полушарий головного мозга при аноксии. Биохимия. 2007; 72 (5): 631–41. [Tonshin A.A., Lobysheva N.V., Yaguzhinsky L.S., Bezgina E.N., Moshkov D.A., Nartsissov Y.R. Effect of the inhibitory neurotransmitter glycine on slow destructive processes in brain cortex slices under anoxic conditions. Biochemistry (Moscow). 2007; 72 (5): 509–17 (in Russian)]
  6. Nartsissov Y. Geometries of vasculature bifurcation can affect the level of trophic damage during formation of a brain ischemic lesion. Biochemical Society Transactions. 2017; 45 (5): 1097–103.
  7. Kopylova V.S., Boronovskiy S.E., Nartsissov Y.R. Fundamental principles of vascular network topology. Biochemical Society Transactions. 2017; 45 (3): 839–44.
  8. Нарциссов Я.Р., Тюкина Е.С., Бороновский С.Е, Шешегова Е.В. Моделирование пространственно-временных распределений концентраций метаболитов в фантомах биологических объектов на примере пиальных оболочек головного мозга крыс. Биофизика. 2013; 58 (5): 887–96. [Nartsissov Y.R., Tyukina E.S., Boronovsky S.E., Sheshegova E.V. Computer modeling of spatial-time distribution of metabolite concentrations in phantoms of biological objects by example of rat brain pial. Biophysics (Russian Federation). 2013; 58 (5): 703–11 (in Russian)]
  9. Ganfield R.A., Nair P. & Whalen W.J. Mass transfer, storage, and utilization of O2 in cat cerebral cortex. Am. J. Physiol. 1970; 219: 814–21.
  10. Нарциссов Я.Р. Бороновский С.Е., Копылова В.С., Машковцева Е.В. Влияние пространственно-временных распределений концентрации оксида азота на условия формирования гипоксии в тканях. Молекулярная медицина. 2016; 14 (1): 22–5. [Nartsissov Ya.R., Boronovskiy S.E., Kopylova V.S., Mashkovtseva E.V. Influence of nitric oxide spatio temporal concentration gradients n condition of hypoxia development in tissues. Molecular medicine. 2016; 14 (1): 22–5 (in Russian)]
  11. Hall C.N., Attwell D. Assessing the physiological concentration and targets of nitric oxide in brain tissue. J. of Physiology. 2008; 586 (15): 3597–615.
  12. Alcaide F., Brillas E., Cabot P.L. EIS analysis of hydroperoxide ion generation in an uncatalyzed oxygen-diffusion cathode. J. of Electroanalytical Chemistry. 2003; 547 (1): 61–73.
  13. Lobysheva N.V., Selin A.A., Vangeli I.M., Byvshev I.M., Yaguzhinsky L.S., Nartsissov, Y.R. Glutamate induces H2O2 synthesis in nonsynaptic brain mitochondria. Free Radical Biology and Medicine. 2013; 65: 428–35.
  14. Hauptmann N., Grimsby J., Shih J.C., Cadenas E. The metabolism of tyramine by monoamine oxidase A/B causes oxidative damage to mitochondrial DNA. Archives of Biochemistry and Biophysics. 1996; 335 (2): 295–304.
  15. Скворцова В.И., Нарциссов Я.Р., Бодыхов М.К., Кичук И.В., Пряникова Н.А., Гудкова Ю.В., Солдатенкова Т.Д., Кондрашова Т.Т., Калинина Е.В., Новичкова М.Д., Шутьева А.Б., Кербиков О.Б. Оксидантный стресс и кислородный статус при ишемическом инсульте. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2007; 107 (1): 30–6. [Skvortsova V.I., Nartsissov Ya.R., Bodykhov M.K., Kichuck I.V., Pryanikova N.A., Gudkova Yu.V., Soldatenkova T.D., Kondrashova T.T., Kalinina E.V., Novichkova M.D., Shutyeva A.B., Kerbikov O.B. Oxidative stress and oxygen status in ischemic stroke. Zhurnal Nevrologii i Psihiatrii imeni S.S. Korsakova. 2007; 107 (1): 30–6 (in Russian)]
  16. Vives-Bauza C., Starkov A., Garcia-Arumi E., editors. Measurements of the Antioxidant Enzyme Activities of Superoxide Dismutase, Catalase, and Glutathione Peroxidase. 2007; 80: 393.
  17. Selin A., Lobysheva N.V., Nesterov S.V., Skorobogatova Y.A., Byvshev I.M., Pavlik L.L., Mikheeva I.B., Moshkov D.A., Yaguzhinsky L.S., Nartsissov Y.R. On the regulative role of the glutamate receptor in mitochondria. Biological Chemistry. 2016; 397 (5): 445–58.