Preview

Регионарное кровообращение и микроциркуляция

Расширенный поиск

Роль коннексиновых структур (щелевых межклеточных контактов - gap-junction и полуканалов) в патогенезе ишемического повреждение головного мозга: современное состояние проблемы

https://doi.org/10.24884/1682-6655-2016-15-3-4-14

Полный текст:

Аннотация

Данный обзор посвящен обсуждению двойственной роли коннексиновых структур и щелевых межклеточных контактов в норме и при ишемии мозга. В обзоре описана структура и форма таких коннексиновых структур, как щелевые контакты и полуканалы. Показано, что свойства коннексиновых структур зависят от коннексинов, входящих в их состав. Описаны вещества, которые могут транспортироваться через коннексиновые структуры, режимы работы щелевых каналов. Приводятся данные о возможном увеличении количества ЩК после ишемии/гипоксии головного мозга. Высказана гипотеза о развитии после ишемии нейронального синцития путем образования ЩК. Предложены способы блокировки каналов с целью уменьшения постишемического повреждения мозга.

Об авторах

Е. В. Мельникова
Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова
Россия


А. А. Шмонин
Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова; Северо-Западный федеральный медицинский исследовательский центр
Россия


Н. М. Парамонова
Институт физиологии им. И. П. Павлова
Россия


К. А. Мищенко
Поликлиника ФГБУ «Консультативно-диагностический центр с поликлиникой»
Россия


Список литературы

1. Лактионова A. A. Синцитиальная цитоплазматическая связь и слияние нейронов некоторых беспозвоночных // Дис. на соискание степени канд. мед. наук. СПб. 2011. 161 с.

2. Мельникова Е. В. Многофакторная нейропротекция при острой и хронической недостаточности мозгового кровообращения (клиникоэкспериментальное исследование // Дис. на соискание степени докт. мед. наук. СПб. 2007. 278 с.

3. Салмина А. Б., Малиновская Н. А., Кувачева Н. В. И др. Коннексиновые и паннексиновые транспортные системы в клетках нейроваскулярной единицы головного мозга // Нейрохимия. 2014. Т. 31. № 2. С. 122.

4. Сотников О. С., Лактионова А. А., Парамонова Н. М. Доказательство синцитиальной связи и слияния нейронов // Морфология. 2010. Т. 137. № 4. С. 179.

5. Сотников О. С., Лактионова А. А., Парамонова Н. М. и др. Экспериментальное моделирование и дискуссия о синцитиальных связях в нервной системе // Морфология. 2010. Т. 138. №. 6. С. 15-20.

6. Сотников О. С., Парамонова Н. М. Цитоплазматическая синцитиальная связь - одна из форм межнейрональной связи // Успехи физиологических наук. 2010. Т. 41. № 1. С. 45-57.

7. Сотников О. С., Фрумкина Л. Е., Майоров В. Н. и др. Реабилитация межнейронной синцитиальной связи в нервной системе // Тихоокеанский медицинский журнал. 2012. № 2. С. 75-83.

8. Чайлахян Л. М., Дунина-Барковская А. Я., Пивоваров В. С. и др. Регуляция проницаемости щелевых контактов в клетках с различными типами коннексинов // Отчет о НИР. № 95-04-12355 (Российский фонд фундаментальных исследований).

9. Alvarez-Maubecin V., Garda-Hernandez F., Williams J. T. et al. Functional coupling between neurons and glia // J. Neurosci. 2000. № 20. P. 4091-4098.

10. Andrade-Rozental A. F, Rozental R., Hopperstad M. G. et al. Gap junctions: the «kiss of death» and the «kiss of life» // Brain Res Brain Res Rev. 2000. Vol. 32(1). P. 308-315.

11. Arumugam H., Denisova J. V., Neve R. L. et al. Use of calcium imaging for analysis of neuronal gap junction coupling // Neurosci Lett. 2008. № 7. Vol. 445.(1). Р. 26-30. doi: 10.1016/j.neulet.2008.08.075.

12. Bao L., Locovei S., Dahl G. Pannexin membrane channels are mechanosensitive conduits for ATP // FEBS. Lett. 2004. №13. Vol. 572(1-3). Р. 65-68.

13. Bargiotas P., Monyer H., Schwaninger M. Hemichannels in cerebral ischemia // Curr. Mol. Med. 2009. Vol. 9(2). Р. 186-194.

14. Blethyn K. L., Hughes S. W., Crunelli V. Evidence for electrical synapses between neurons of the nucleus reticularis thalami in the adult brain in vitro // Thalamus Relat. Syst. 2008. Vol. 4(1). Р. 13-20.

15. Cao Y., Zheng O. J. Tonabersat for migraine prophylaxis: a systematic review // Pain Physician. 2014. Vol. 17(1). Р. 1-8.

16. Connors B. W., Long M. A. Electrical synapses in the mammalian brain // Annu. Rev. Neurosci. 2004. Vol. 27. Р. 393-418.

17. Dahl G., Locovei S. Pannexin: to gap or not to gap, is that a question? // IUBMB Life. 2006. Vol. 58(7). Р. 409-419.

18. Davidson J. S., Baumgarten I. M. Glycyrrhetinic acid derivatives: a novel class of inhibitors of gap-junctional intercellular communication. Structure-activity relationships // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1988. Vol. 246(3). Р. 1104-1107.

19. de Pina-Benabou M. H., Szostak V., Kyrozis A. et al. Blockade of gap junctions in vivo provides neuroprotection after perinatal global ischemia // Stroke. 2005. Vol. 36(10). P. 2232-2237.

20. Ding W., Zhou L., Liu W. et al. Opposite effects of the gap junction blocker octanol on focal cerebral ischemia occluded for different durations // Mol. Med. Rep. 2014. Vol. 9(6). Р. 2485-90. doi: 10.3892/mmr.2014.2075.

21. Eugenin E. A., Basilio D., Saez J. C. et al. The role of gap junction channels during physiologic and pathologic conditions of the human central nervous system // J. Neuroimmune Pharmacol. 2012. Vol. 7(3). Р. 499-518. doi: 10.1007/s11481-012-9352-5.

22. Garcia-Dorado D., Ruiz-Meana M., Padilla F. et al. Gap junction-mediated intercellular communication in ischemic preconditioning // Cardiovasc. Res. 2002. 15. Vol. 55(3). Р. 456-465.

23. Gonzalez-Nieto D., Gomez-Hernandez J.M., Larrosa B. et al. Regulation of neuronal connexin-36 channels by pH. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008. № 4. Vol. 105(44). Р. 17169-17174.

24. Goodenough D. A., Paul D. L. Gap junctions // Cold Spring Harb Perspect Biol. 2009. 1(1). doi: 10.1101/cshperspect.a002576.

25. Gtinter J. Neuronal syncytia in the giant fibres of earthworms // J. Neurocytol. 1975. Vol. 4. P. 55-62.

26. Herve J.-C., Sarrouilhe D. Connexin-Made Channels as Pharmacological Targets // Current Pharmaceutical Design. 2005. Vol. 11. P. 1941-1958.

27. Jaderstad J., Brismar H., Herlenius E. Hypoxic preconditioning increases gap-junctional graft and host communication // Neuroreport. 2010. № 8. Vol. 21(17). Р. 1126-1132. doi: 10.1097/WNR.0b013e328340a77b.

28. Meme W, Vandecasteele M., Giaume C. et al. Electrical coupling between hippocampal astrocytes in rat brain slices // Neuroscience Research 2009. Vol. 63. Р. 236-243.

29. Mesnil M., Piccoli C., Tiraby G. et al. Bystander killing of cancer cells by herpes simplex virus thymidine kinase gene is mediated by connexins // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996. № 5. Vol. 93(5). Р. 1831-1835.

30. Nakase T., Fushiki S., Naus C. C. Astrocytic gap junctions composed of connexin 43 reduce apoptotic neuronal damage in cerebral ischemia // Stroke. 2003. Vol. 34(8). Р. 1987-1993.

31. Nakase T., Fushiki S., Sohl G. et al. Neuroprotective role of astrocytic gap junctions in ischemic stroke // Cell Commun. Adhes. 2003. Vol. 10(4-6). Р. 413-417.

32. Nakase T., Maeda T., Yoshida Y. et al. Ischemia alters the expression of connexins in the aged human brain // J. Biomed Biotechnol. 2009. Article ID 147946, Р. 8. doi: 10.1155/2009/147946.

33. Nakase T., Naus C. C. Gap junctions and neurological disorders of the central nervous system // Biochim Biophys Acta. 2004. Vol. 23. 1662 (1-2). Р. 149-158.

34. Orellana J. A., Avendano B. C., Montero T.D. Role of connexins and pannexins in ischemic stroke // Curr. Med. Chem. 2014. Vol. 21(19). P. 2165-2182.

35. Orellana J. A., Froger N., Ezan P et al. ATP and glutamate released via astroglial connexin 43 hemichannels mediate neuronal death through activation of pannexin 1 hemichannels // J Neurochem. 2011. Vol. 118(5). Р. 826-840.

36. Peinado A. Immature neocortical neurons exist as extensive syncitial networks linked by dendrodendritic electrical connections // J. Neurophysiol. 2001. Vol. 85 (2). Р. 620-629.

37. Perez Velazquez J. L., Kokarovtseva L., Sarbaziha R. et al. Role of gap junctional coupling in astrocytic networks in the determination of global ischaemia-induced oxidative stress and hippocampal damage // Eur. J. Neurosci. 2006. Vol. 23(1). 1-10.

38. Rami A., Volkmann T., Winckler J. Effective reduction of neuronal death by inhibiting gap junctional intercellular communication in a rodent model of global transient cerebral ischemia // Exp. Neurol. 2001. Vol. 170(2). Р. 297-304.

39. Rozental R., Giaume C., Spray D. C. Gap junctions in the nervous system // Brain Res Brain Res Rev. 2000. Vol. 32(1). P. 11-15.

40. Rozental R., Srinivas M., Spray D. C. How to close a gap junction channel. Efficacies and potencies of uncoupling agents. // Methods Mol Biol. 2001. Vol. 154. Р. 447-476.

41. Saez J. C., Contreras J. E., Bukauskas F. F. et al. Gap junction hemichannels in astrocytes of the CNS // Acta Physiol Scand. 2003. 179. Р. 9-22.

42. Scemes E., Suadicani S. O., Dahl G. et al. Connexin and pannexin mediated cell-cell communication // Neuron Glia Biol. 2007. Vol. 3(3). Р. 199-208.

43. Schulz R., Heusch G. Connexin 43 and ischemic preconditioning // Cardiovasc Res. 2004. Vol. 62(2). P. 335-344.

44. Sukhotinsky I., Dilekoz E., Moskowitz M. A. et al. Hypoxia and hypotension transform the bloodflow response to cortical spreading depression from hyperemia into hypoperfusion in the rat // J. Cereb. Blood. Flow. Metab. 2008.

45. Young J. Z. The functioning of the giant nerve fibres of the squid // J. Exper. Biol. 1938. Vol. 85. P. 170-185.


Для цитирования:


Мельникова Е.В., Шмонин А.А., Парамонова Н.М., Мищенко К.А. Роль коннексиновых структур (щелевых межклеточных контактов - gap-junction и полуканалов) в патогенезе ишемического повреждение головного мозга: современное состояние проблемы. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2016;15(3):4-14. https://doi.org/10.24884/1682-6655-2016-15-3-4-14

For citation:


Melnikova E.V., Shmonin A.A., Paramonov N.M., Mishchenko K.A. The role of connexin structures (gap-junction and hemichannels) in the pathogenesis of ischemic brain damage: status update on the problem. Regional blood circulation and microcirculation. 2016;15(3):4-14. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1682-6655-2016-15-3-4-14

Просмотров: 74


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1682-6655 (Print)