НАРУШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ СИГНАЛЬНЫХ СИСТЕМ МОЗГА В УСЛОВИЯХ ПРЕДИАБЕТА И САХАРНОГО ДИАБЕТА 2-ГО ТИПА И ПУТИ ИХ КОРРЕКЦИИ
Бесплатно
Основная коллекция
Издательство:
НИИ ноpмальной физиологии им. П.К. Анохина
Автор:
Шпаков А. О.
Год издания: 2015
Кол-во страниц: 4
Дополнительно
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
4. Mehta J. L., Chen J., Hermonat P.L., Romeo F., Novelli G. // Cardiovascular Research. 2006. V. 69. P. 36 – 45. 5. Xu S., Ogura S., Chen J., Little P.J., Moss J., Liu P. // Cell. Mol. Life Sci. 2013. V. 70. N 16. P. 2859-2872. DOI:10.12737/12496 НАРУШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ СИГНАЛЬНЫХ СИСТЕМ МОЗГА В УСЛОВИЯХ ПРЕДИАБЕТА И САХАРНОГО ДИАБЕТА 2-ГО ТИПА И ПУТИ ИХ КОРРЕКЦИИ А.О. Шпаков Лаборатория молекулярной эндокринологии и нейрохимии (зав. – д.б.н. А.О. Шпаков) Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук, Санкт-Петербург alex_shpakov@list.ru Ключевые слова: гормональная система, инсулин, лептин, сахарный диабет, мозг. В настоящее время в мире более 300 миллионов человек страдают сахарным диабетом 2-го типа (СД2). Еще большее число людей имеют избыточный вес и метаболические расстройства, которые при неблагоприятном сценарии через стадию предиабета переходит в явный СД2. Основными факторами в этиологии и патогенезе СД2 являются инсулиновая резистентность, окислительный стресс, дислипидемия, липотоксичность, а также нарушения в сигнальных системах мозга. Эти нарушения могут быть первичными, являясь одними из причин СД2, или вторичными, возникая вследствие повреждения клеток и тканей в условиях СД2 [3]. Наибольший интерес представляют функционирующие в гипоталамических нейронах сигнальные системы, регулируемые инсулином, лептином, нейропептидами и моноаминами, которые контролируют чувствительность тканей к инсулину, энергетический обмен и жизненно важные физиологические и биохимические процессы в ЦНС и на периферии. Нарушения в них являются пусковым механизмом для СД2 [5]. Причинами ослабления функций сигнальных систем мозга являются снижение уровня гормонов и нейромедиаторов вследствие нарушения их синтеза, секреции и транспорта в нейронах, изменение экспрессии и активности компонентов этих систем, нарушение взаимодействия между этими системами. Своевременное, на стадии предиабета, восстановление функций сигнальных систем мозга является одним из путей для предотвращения перехода предиабета в явный СД2. В настоящее время разрабатываются подходы для коррекции метаболических расстройств, направленные на восстановление сигнальных систем мозга, регулируемых инсулином, лептином, меланокортиновыми пептидами, глюкагоноподобным пептидом-1 (ГПП-1), дофамином, функции которых в значительной степени нарушены при СД2 [1, 2]. При восстановлении инсулиновой системы мозга большие надежды связывают с использованием интраназального способа введения инсулина, что приводит к повышению его концентрации в ЦНС и улучшает чувствительность тканей к инсулину, гликемический контроль,
восстанавливает функции гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной и гипоталамогипофизарно-гонадной осей [4]. Перспективной является разработка селективных ингибиторов фосфотирозинфосфатазы 1B, негативного регулятора инсулинового и лептинового сигналинга, повышение активности которой является одной из причин инсулиновой и лептиновой резистентности при СД2. Для восстановления лептиновой системы в ЦНС, наряду с заместительной терапией лептином, используют его фрагменты, устойчивые к деградации, а также низкомолекулярные шапероны и регуляторы процессинга лептинового рецептора, которые предотвращают его деградацию и повышают транслокацию к плазматической мембране. Выраженный терапевтический эффект оказывает совместное применение лептина с синтетическими аналогами меланокортиновых пептидов и ГПП-1, что связано с синергизмом их действия на периферический метаболизм. Сравнительно недавно было показано, что лечение диабетических пациентов с паркинсонизмом с помощью D2-агониста бромокриптина положительно влияет на метаболические нарушения, характерные для СД2. Нами показано, что длительное лечение бромокриптином крыс с экспериментальным СД2 улучшает у них чувствительность тканей к инсулину, толерантность к глюкозе, восстанавливает липидный обмен и гормональную регуляцию сердечнососудистой и эндокринной систем. Таким образом, разработка подходов, нацеленных на восстановление сигнальных систем мозга открывает новые перспективы для лечения СД2. Идентификация нарушений в этих системах и выяснение механизмов их возникновения позволяет выявить сигнальные блоки и каскады, изменения в которых могут стать пусковым механизмом для развития СД2, и определить круг метаболических расстройств, имеющих центральный генез. Работа поддержана Российским Научным Фондом (проект 14-15-00413). ЛИТЕРАТУРА 1. Шпаков А. О. // Журн. эвол. биохим. физиол. 2014. T. 50. № 6. С. 482–486. 2. Шпаков А. О. // Цитология. 2014. Т. 56. № 11. C. 789–799. 3. Shpakov A. O. // Endocrinol. Metab. Syndr. 2012. V. 1. doi.org/10.4172/2161-1017.1000e106. 4. Shpakov A. O., Chistyakova O. V., Derkach K. V., Moiseyuk I. V., Bondareva V. M. // Central Eur. J. Biol. 2012. V. 7. P. 33–47. 5. Shpakov A.O., Derkach K.V. // J. Signal Transd. 2013. V. 2013. 594213. THE DISTURBANCES IN FUNCTIONAK ACTIVITY OF THE BRAIN SIGNALING SYSTEMS IN PRE-DIABETES AND TYPE 2 DIABETES MELLITUS AND THE APPROACHES TO THEIR CORRECTION А.O. Shpakov Laboratory of Molecular Endocrinology and Neurochemistry, I. M. Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, St. Petersburg alex_shpakov@list.ru Keywords: hormonal system, insulin, leptin, diabetes mellitus, brain.
Currently, more than 300 million people worldwide have the type 2 diabetes mellitus (DM2). Even greater number of people has obesity and metabolic disorders, which in the case of adverse scenario through the stage of pre-diabetes pass into overt DM2. The main factors in the etiology and pathogenesis of DM2 are insulin resistance, oxidative stress, dyslipidemia, lipotoxicity, as well as disturbances in the brain signaling systems. These disturbances may be primary, being one of the causes of DM2, or secondary, arising due to the damage of cells and tissues in DM2 [3]. Of particular interest are the signaling systems regulated by insulin, leptin, neuropeptides and monoamines, which function in hypothalamic neurons. These systems control insulin sensitivity, energy metabolism and very important physiological and biochemical processes in the CNS and periphery. The abnormalities in these are the trigger mechanism for DM2 [5]. The causes of the weakening of functions of the brain signaling systems are the decrease of the levels of hormones and neurotransmitters due to the disturbances in their synthesis, secretion and transport in neurons, the changes in expression and activity of the components of these systems, and the alterations of the interaction between these systems. Timely, at the stage of pre-diabetes, the restoration of functions of the brain signaling systems is one of the ways to prevent the transition of pre-diabetes into overt DM2. At present time the approaches for correction of metabolic disorders which are based on the restoration of the brain signaling systems regulated by insulin, leptin, melanocortin peptides, glucagon-like peptide-1 (GLP-1), dopamine, whose functions are largely impaired in DM2, are developed [1, 2]. When restoring the brain insulin system, the most promising is the use of the intranasal route of insulin delivery, which leads to an increase of insulin concentration in the CNS and improves insulin sensitivity and glycemic control and also restores the functions of the hypothalamic-pituitary-thyroid and the hypothalamic-pituitary-gonadal axis [4]. The perspective is the development of selective inhibitors of phosphotyrosine phosphatase 1B, a negative regulator of the insulin and leptin signaling, increased activity of which is one of the causes of the insulin and leptin resistance in DM2. To restore the leptin systems in the CNS, along with replacement therapy with leptin, its fragments that are resistant to degradation, as well as the low-molecular chaperone and regulators of processing of leptin receptor, which prevent receptor degradation and promote its translocation to the plasma membrane, are used. A pronounced therapeutic effect provides the combined use of leptin with synthetic analogs of melanocortin peptides and GLP-1, which is due to synergy of their action on the peripheral metabolism. Rather recently it was shown that the treatment of diabetic patients with Parkinsonism using D2-agonist bromocriptine had a positive influence on the metabolic abnormalities typical for DM2. We showed that the prolonged treatment with bromocriptine of rats with experimental DM2 leads to the improvement of their insulin sensitivity, glucose tolerance, and to the restoration of lipid metabolism and hormonal regulation of cardiovascular and endocrine systems. Thus, the development of approaches that are oriented to restore the brain signaling systems opens up new prospects for the treatment of
DM2. The identification of disturbances in these systems, and the elucidation of the mechanisms of their appearance allow revealing the signaling blocks and cascades, the changes in which can be a trigger to develop DM2, and to determine the range of metabolic disorders that have a central genesis. This work was supported by the Russian Science Foundation (project 1415-00413). REFERENCES 1. Shpakov A.O // J. Evol. Biochem. Physiol. 2014. V. 50. No. 6. P. 552–556. 2. Shpakov AO // Tsitologiia. 2014. V. 56. No. 11. P. 789-799. 3. Shpakov A. O. // Endocrinol. Metab. Syndr. 2012. V. 1. doi.org/10.4172/2161-1017.1000e106. 4. Shpakov A. O., Chistyakova O. V., Derkach K. V., Moiseyuk I. V., Bondareva V. M. // Central Eur. J. Biol. 2012. V. 7. P. 33–47. 5. Shpakov A.O., Derkach K.V. // J. Signal Transd. 2013. V. 2013. 594213. DOI:10.12737/12497 ПОЗНАНИЕ СИСТЕМНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПСИХИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ МОЗГА Е.А. Юматов ГБОУ ВПО Первый Московский Государственный Медицинский Университет им. И.М. Сеченова, Минздрава РФ, Москва, Россия. eayumatov@mail.ru Ключевые слова: психическая деятельность, сознание, функциональная система, мозг, кровь, СОЭ. Резюме. Показаны дистанционно-полевые проявления психического состояния человека. Предложена принципиальная схема системной организации психической деятельности мозга. Как известно, психическая деятельность мозга проявляется в сознании: в мыслях, чувствах, эмоциях, т.е. в субъективном восприятии человека самого себя и окружающего мира. На необходимость изучения природы психической деятельности мозга указывали И.М. Сеченов, И.П. Павлов, Р. Сперри, Ф. Крик, П.К. Анохин, Н.П. Бехтерева, К.В. Судаков, А.М. Иваницкий, Т. Нагель, К. Поппер и др. Огромные достижения современной нейрофизиологии не позволяют раскрыть природу психической деятельности мозга. По выражению Т. Нагеля существует «провал» между пониманием психических и нейрофизиологических явлений, который не может быть преодолён: «Без смены фундаментальных представлений о сознании» [1]. Разрыв между современными знаниями в области нейрофизиологии мозга и представлениями о его психических функциях связан с тем, что нейрофизиологические методы исследования мозга основаны на знаниях, явлениях, законах физики и химии, открытых в неживой природе. Опираясь только на нейрофизиологические методы, в принципе невозможно объяснить происхождение психической деятельности мозга.