Сенсорные системы, 2024, № 1
научный журнал
Покупка
Новинка
Тематика:
Биофизика, биохимия, физиология и иммунология человека / Биофизика, биохимия, физиология, иммунология и экология животных / Молекулярная биология. Общая морфология, биофизика, биохимия, физиология
Издательство:
Наименование: Сенсорные системы
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 90
Дополнительно
Тематика:
- 030103: Биофизика, биохимия, физиология и иммунология человека
- 030301: Биофизика, биохимия, физиология, иммунология и экология животных
- 030605: Молекулярная биология. Общая морфология, биофизика, биохимия, физиология
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Российская академия наук СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ Том 38 Номер 1 2024 ЯНВАРЬ–ФЕВРАЛЬ–МАРТ Журнал основан в январе 1987 г. Выходит 4 раза в год ISSN: 0235-0092 Журнал издается под руководством Отделения физиологии и фундаментальной медицины РАН Главный редактор член-корреспондент РАН М. Л. Фирсов Редакционная коллегия: д.б.н. И.Г. Андреева (зам. гл. редактора), д.б.н. С.В. Алексеенко, д.б.н. Н.Г. Бибиков, к.б.н. М.А. Грачева (ответственный секретарь), доктор наук К. Доннер (Финляндия), к.б.н. М.И. Жуковская, чл.-корр. РАН С.С. Колесников, д.б.н., проф. Б.В. Крылов, д.б.н. Д.Н. Лапшин, д.физ.-мат.н. П.П. Николаев, д.тех.н. Д.П. Николаев, к.б.н. Е.А. Огородникова (ответственный секретарь), академик РАН М.А. Островский, д.б.н., проф. Г.И. Рожкова, чл.-корр. РАН В.Г. Скребицкий, д.б.н., проф. А.Я. Супин (зам. гл. редактора), к.б.н. Р.В. Фролов, чл.-корр. РАН Н.С. Чернецов, д.б.н., проф. Т.В. Черниговская, д.тех.н. П.А. Чочиа, д.физ.-мат.н., проф. А.И. Чуличков, д.мед.н., проф. Ю.Е. Шелепин Зав. редакцией М.А. Грачева Адрес редакции: 119071 Москва, Ленинский пр-т., 14 тел. 8-906-759-85-98 E-mail: editor.sensys@gmail.com E-mail: editor@sensorysystems.ru Адрес в Интернете: http://sensorysystems.ru Москва ФГύҝ «Издательство «Наука» © Российская академия наук, 2024 © Составление, Редколлегия журнала «Сенсорные системы», 2024
СОДЕРЖАНИЕ Том 38, Номер 1, 2024 Обзор Проблемы диагностики дисфункций обонятельного анализатора лабораторных животных на основе поведенческих и электрофизиологических методов исследования А. В. Горская, Д. С. Васильев 3 Зрительная система Изменения в зрительных зонах коры головного мозга у детей при левосторонней анизометропической амблиопии по данным структурной МРТ и функциональной МРТ покоя В. В. Горев, А. В. Горбунов, Я. Р. Паникратова, А. С. Томышев, И. Е. Хаценко, Н. Н. Кулешов, Ж. М. Салмаси, К. А. Хасанова, Л. М. Балашова, Е. И. Лобанова, И. С. Лебедева 30 В поисках молекулярных механизмов адаптационной памяти палочек: базовая активность фосфодиэстеразы Д. А. Николаева, М. Л. Фирсов, Л. А. Астахова 45 Неинвазивная регистрация электроретинограммы от обоих сложных глаз у таракана Рeriplaneta americana l. в ответ на световые стимулы Е. С. Новикова, М. Л. Астахова, А. Ю. Ротов, М. И. Жуковская 52 Сенсорные особенности операторов в задачах управления эргатическими системами при отсутствии зрительной обратной связи Я. А. Туровский, В. Ю. Алексеев, Р. А. Токарев 66 Слуховая система Различение гребенчатых спектров с разной шириной гребней в норме и при тугоухости Д. И. Нечаев, О. Н. Милехина, М. С. Томозова, А. Я. Супин 79
CONTENTS Vol. 38, No. 1, 2024 Review Рroblems of diagnostics of dysfunctions of the olfactory analyzer of laboratory animals on the basis of behavioral and electrophysiological methods of research A. V. Gorskaya, D. S. Vasilev 3 Visual system Changes in the visual areas of the cerebral cortex in children with left-sided anisometropic amblyopia according to structural MRI and resting-state fMRI V. V. Gorev, A. V. Gorbunov, Ya. R. Panikratova, A. S. Tomyshev, I. E. Hatsenko, N. N. Kuleshov, J. M. Salmasi, K. A. Hasanova, L. M. Balashova, E. I. Lobanova, I. S. Lebedeva 30 In search of the molecular mechanisms of adaptation memory in rods: basic activity of phosphodiesterase D. A. Nikolaeva, M. L. Firsov, L. A. Astakhova 45 Non-invasive recording of electroretinogram from both compound eyes in the cockroach Periplaneta americana l. in response to light stimuli E. S. Novikova, L. A. Astakhova, A. Yu. Rotov, M. I. Zhukovskaya 52 Individual and typological features of motor memory in problems of control of ergacy systems in the absence of visual feedback Ya. A. Turovky, V. Yu. Alekseev, R. A. Tokarev 66 Auditory system Discrimination of rippled spectra with various ripple widths in listeners with normal and impaired hearing D. I. Nechaev, O. N. Milekhina, M. S. Tomozova, A. Ya. Supin 79
СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ, 2024, том 38, № 1, с. 3–29 ОБЗОРЫ УДК 57.012.3, 57.032, 57.033 ПРОБЛЕМЫ ДИАГНОСТИКИ ДИСФУНКЦИЙ ОБОНЯТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ НА ОСНОВЕ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ © 2024 г. А. В. Горская1, Д. С. Васильев1,* 1Институт эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова РАН 194223, Санкт-Петербург, ул. Тореза 44, Россия *E-mail: dvasilyev@bk.ru Поступила в редакцию 24.11.2023 г. После доработки 15.12.2023 г. Принята к публикации 22.12.2023 г. Нарушение обоняния (снижение остроты, нарушение адекватной идентификации запахов) снижает качество жизни пациентов и может быть симптомом широкого спектра патологий организма, в частности нейродегенеративных процессов в отделах головного мозга. Количественное измерение остроты обоняния необходимо для диагностики обонятельных дисфункций, отслеживания динамики обоняния после лечения или хирургического вмешательства. Особенно актуальной в настоящий момент видится проблема поиска оптимальных методов анализа обонятельных порогов на животных моделях заболеваний человека, сопровождающихся аносмией, и сопоставление их с таковыми. Это необходимо для подбора валидной животной модели с целью разработки новых лекарственных средств и методов терапии широкого спектра патологий. В обзоре проведен анализ публикаций, посвященных исследованию заболеваний, сопровождающихся аносмией или гипосмией, их животным моделям, методам оценки обонятельной функции. Разобраны модели для коронавирусной инфекции COVID-19, болезней Альцгеймера, Паркинсона, диабета 1 и 2 типов, синдрома Кальмана и Синдрома Барде–Бидля, для которых отмечены нарушения обонятельной функции и/или дефекты отделов обонятельной системы. В обзоре отмечается недостаточность данных об измерении обонятельных порогов у модельных животных. Ключевые слова: аносмия, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, диабет, COVID-19 DOI: 10.31857/S0235009224010017 ВЕДЕНИЕ Обоняние — одна из пяти основных сенсорных способностей человека. Нарушение обонятельной функции может быть одним из ключевых признаков широкого спектра нарушений, включая как проблемы с носовой полостью и/или пазухами, так и опасные для здоровья патологии в отделах головного мозга. Обонятельную дисфункцию рассматривают в качестве клинического признака многих нейродегенеративных расстройств, включая болезнь Альцгеймера (БА), болезнь Гентингтона (БГ), болезнь Паркинсона (БП), боковой амиотрофический склероз и многое другое. В некоторых случаях она может служить доклиническим признаком развития нейродегенеративных заболеваний (Dutta et al., 2023; Mathis et al., 2021; Murphy, 2019; Zou et al., 2016). Количественное измерение обонятельной функции, в первую очередь остроты обоняния, необходимо для определения обоснованности жалоб пациента, характеристики течения заболевания, отслеживания динамики остроты обоняния после фармакологического, иммунологического лечения или хирургического вмешательства, выявления симуляции, постановки инвалидности и установления размера компенсации за нее (Doty, 2007). Без возможности такого измерения сложно оценить эффективность назначаемых методов лечения в плане восстановления качества жизни пациента. За несколько десятилетий разработаны методы количественного измерения порогов чувствительности обоняния у человека, основанные на вербальной обратной связи, среди которых наиболее 3
ГОРСКАЯ, ВАСИЛЬЕВ влияя на поведение животного (Baum, 2012; Su et al., 2009). Большая часть работ, описываемых в данном обзоре, посвящена исследованиям основной обонятельной системы, поскольку нарушения в добавочной обонятельной системе при аносмии практически не исследованы. 2. ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ ТЕСТЫ ВЫЯВЛЕНИЯ ГИПОСМИИ И АНОСМИИ широко используемым является тест Sniffi n' Sticks (Doorduijn et al., 2020; Hummel et al., 2023; Rasmussen et al., 2023; Zhao et al., 2020). В силу отсутствия такой обратной связи применение подобных тестов на животных встречается реже (Abrams et al., 2023), обычно используют поведенческие тесты с одорантами, которые обладают рядом существенных недостатков (Gheusi, 2008; Machado et al., 2018; Slotnick, Coppola, 2015), описанных далее. Подбор оптимального метода измерения обонятельных порогов на животных моделях заболеваний, сопровождающихся снижением обонятельной функции, позволяет проводить корректное сопоставление этих моделей с нарушениями обоняния (аносмиями) у пациентов, и с целью разработки, и для оценки эффективности лекарственных средств и методов терапии широкого спектра патологий. Цель данного обзора — выяснить, каким из наиболее распространенных заболеваний сопутствуют нарушения обоняния, существуют ли для этих заболеваний животные модели, характеризующиеся проявлением аносмии и проводилось ли для этих моделей измерение обонятельных порогов. В обзоре Также проводится оценка достоинств и недостатков, существующих в текущий момент методологических подходов к оценке остроты обоняния, пригодных для применения на лабораторных животных (прежде всего грызунах — крысах и мышах). 1. О БОНЯТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР У НАЗЕМНЫХ ПОЗВОНОЧНЫХ В обонятельном анализаторе большинства млекопитающих выделяют два основных отдела: основную обонятельную систему (main olfactory system) и добавочную обонятельную систему (accessory olfactory system). В первую систему входят чувствительные нейроны обонятельного эпителия. Они принимают сигналы запахов — одорантов и передают информацию в первичный обонятельный центр — основную обонятельную луковицу (MOB — main olfactory bulb), откуда сигнал идет далее к вторичным сенсорным центрам первичной обонятельной коры. Во вторую систему входит сошниково-носовой (вомероназальный) орган и связанные с ним пути, проводящие стимулы в лежащие выше отделы обработки информации. Традиционно считалось, что сошниково-носовой орган добавочной обонятельной системы отвечает за восприятие феромонов. Эксперименты показали, что активность основной обонятельной системы необходима для некоторых видов полового и социального поведения, контролируемого феромонами. Точно так же было обнаружено, что при нефункционирующей основной обонятельной системе некоторые вещества, не являющиеся феромонами, активируют дополнительную обонятельную систему, При разработке модели заболевания, связанного с гипосмией и аносмией, необходима оценка обонятельной способности животного. Относительно легко и быстро провести оценку позволяют поведенческие тесты, наиболее часто используемыми из которых являются тест на поиск зарытой пищи (Jamain et al., 2008; Luo et al., 2002; Yang, Crawley, 2009; Дубровская и др., 2021) и тест на обонятельное привыкание (Arbuckle et al., 2015; Coronas-Samano et al., 2016; Slotnick, Coppola, 2015; Zou et al., 2015). Тест на поиск зарытой пищи измеряет, как быстро животное (обычно крыса или мышь), прошедшее 1—2-суточную пищевую депривацию, сможет найти небольшой кусочек знакомой и привлекательной для него пищи, спрятанной под слоем подстилки примерно в 0.5—1 см. Считается, что животное с обонятельной дисфункцией не сможет найти спрятанную пищу за отведенные ему 10—15 мин (Li et al.; 2013; Yang, Crawley, 2009; Дубровская и др., 2021). Тест на обонятельное привыкание/отвыкание основан на склонности животных (обычно используются крысы и мыши) к исследованию новых обонятельных стимулов и позволяет оценить, способно ли животное чувствовать и различать запахи. В этом тесте животному последовательно предъявляют несколько одорантов (газовоздушные смеси содержащие молекулы одорантов, предъявление объектов, пропитанных эфирными маслами и др.), каждый по три раза подряд с небольшим временны́м интервалом. Данная экспериментальная парадигма не предполагает количественного контроля интенсивности предъявляемого запаха и не подходит для количественной оценки порога остроты обоняния. Привыкание можно определить по снижению интереса к исследованию: животное перестает обнюхивать предъявляемый ему одорант, в то время как новый обонятельный раздражитель вызывает у него любопытство. Животные с нормальным обонянием демонстрируют сокращение времени обнюхивания при повторном предъявлении знакомого запаха и интерес при появлении нового (Yang, Crawley, 2009). В этом тесте можно использовать и индифферентные (эфирные масла из растений, не являющихся пищевыми объектами), и социально значимые одоранты (моча, СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ том 38 № 1 2024
ПРОБЛЕМЫ ДИАГНОСТИКИ ДИСФУНКЦИЙ ОБОНЯТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА 5 вариативности теста эксперимент должен проводить один экспериментатор, что также может замедлить работу (Machado et al., 2018). Каждый отдельный тест также обладает собственными дополнительными недостатками. Так, в тесте на обонятельное привыкание/отвыкание привыкание может проходить незначительно или вообще не проходить при достаточно длинных интервалах между предъявлениями одоранта. Скорость привыкания также варьирует в зависимости от силы стимула: оно происходит быстро при слабых стимулах, что ограничивает использование привыкания как меры памяти и может вообще не возникать при сильных стимулах (Slotnick, Coppola, 2015). Обоснованность использования времени обнюхивания или ориентации на объект запаха как меры обоняния также спорна, поскольку грызуны с тяжелыми нарушениями обоняния или перенесшие бульбоэктомию могут продолжать активно обнюхивать пробу с одорантом. Существует также и проблема с интерпретацией нулевых результатов (т.е. неспособностью получить привыкание или отвыкание к одоранту) (Slotnick, Coppola, 2015). Отсутствие дифференцированной реакции у животных на знакомые и новые стимулы не всегда означает отсутствие дискриминации (Gheusi, 2008). В тестах на поиск зарытой пищи многое зависит от мотивации животного, предполагающей соблюдение графика ограниченного потребления пищи и воды. Обучение животного требует времени для его ознакомления с процессом тестирования и установления связи между вознаграждением и стимулом, кроме того, эксперимент предполагает использование только приятных для животного запахов, связанных с лакомствами; неприятный запах будет вызывать тревогу и мешать проведению исследования (Slotnick, Coppola, 2015). Также тесты на поиск зарытой пищи часто проводят в достаточно большом открытом пространстве, что увеличивает стресс у животного (Weber, Olsson, 2008). В отличие от оценки восприятия звуковых или зрительных стимулов, не существует стандартных, широко признанных методов оценки порога восприятия обонятельных стимулов, кроме электрофизиологических (Yang, Pinto, 2016). 3. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КЛЕТОК ОБОНЯТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА Электрофизиологический подход к изучению обонятельного анализатора применялся многими авторами. Значительная часть таких работ посвящена исследованию обонятельного эпителия первичноводных животных: представителей эласмобранхий и костистых рыб (Schmachtenberg, 2006). Чаще всего животное закрепляют в резервуаре, через который идет проточная вода. Через ноздрю проходит вода, в которую добавляют перхоть других животных) (Zou et al., 2015; Zheng et al., 2021). Тестирование на предпочтение опилок из своей и чужой клетки. Еще один способ тестирования обоняния был использован в эксперименте с моделированием БП на мышах (Prediger et al., 2010). Для проведения теста каждое животное помещали на 5 мин в клетку с двумя отсеками, в одном из которых были свежие опилки, а в другом — опилки из клетки, в которой животное просидело 72 ч. Оценка обонятельной способности основана на том, что грызунам свойственно предпочитать свой собственный запах его отсутствию. Тест на предпочтение опилок из своей и чужой клетки проводили на самках мышей K18-hACE2. Самцы этой же линии выбирали между образцами с перхотью самцов и самок. Эти тесты основывались на том, что самцы грызунов предпочитают запах самок, в то время как самки, не отдающие предпочтение запаху самцов, предпочитают проводить время, исследуя запах новых опилок (Zheng et al., 2021). В тесте на обонятельную дискриминацию мотивацией животного так же, как в тесте на поиск зарытой пищи, является голод. Предварительно животное обучается тому, что конкретный запах связан с пищевым вознаграждением. Для оценки обонятельной способности грызуну предоставляют выбор между двумя ёмкостями с ароматизированным песком. В песок, ароматизированный одорантом, который ассоциируется у животного с пищей, закопаны кусочки лакомства. Грызуны с нормальным обонянием способны отличить, в какой из двух мисок находится еда (Zou et al., 2015). Оценка обонятельной чувствительности позволяет выявить не только способность животного распознать аромат, но и выявить порог чувствительности к нему. Для этого можно использовать несколько разведений одоранта и зарегистрировать время, затраченное животным на его исследование (Witt et al., 2009). Это тестирование позволяет отслеживать развитие обонятельной дисфункции при диагностике заболеваний, связанных с аносмией, или улучшения при лечении таких заболеваний. Поведенческие тесты разнообразны и требуют небольших материальных затрат, однако вместе с тем они обладают и рядом недостатков. Так, на результаты поведенческого теста могут оказывать влияние температуры и уровень шума в помещении, где проводится тест. Также важно учитывать циркадный ритм животного, что приводит к необходимости проводить эксперименты в одно время суток, в тихом, достаточно теплом помещении, куда ограничен вход людей во время проведения теста. Животным требуется акклиматизация в специальном помещении, похожем на комнату, в которой будет проводиться поведенческий тест, что требует дополнительных затрат времени перед началом работы. Кроме того, для уменьшения СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ том 38 № 1 2024
ГОРСКАЯ потенциалы из обонятельной луковицы, поскольку внедрение электродов в эту структуру менее инвазивно и значительно проще, чем попытки достичь других лежащих выше отделов обонятельного анализатора. В таких случаях обычно проводят хроническую имплантацию электродов (для взрослой крысы 8.3 мм спереди от брегмы, 1.5 мм латеральнее и 4.3 мм в глубину) рядом с релейными нейронами — митральными клетками (Beshel et al., 2007; Martin et al., 2004; Кирой et al., 2023). Заземляющий и референтный электроды, как правило, крепят к черепу животного. Однако следует признать, что работы на лабораторных грызунах с применением данного метода (Martin et al., 2004, Kosenko et al., 2020) единичны в мировой практике в связи с методическими и техническими трудностями как при проведении электрофизиологического эксперимента, так и при подаче воздушного потока с одорантом заданной концентрации с постоянным контролем оптимальной скорости, влажности и температуры воздушного потока. Отдельную сложность представляют исследования свободно перемещающихся грызунов, выполняющих задачу обонятельной дискриминации. 4. МАЛОИНВАЗИВНАЯ ИЛИ НЕИНВАЗИВНАЯ ОЛЬФАКТОМЕТРИЯ В УСЛОВИЯХ КЛИНИКИ В клинической практике электроольфактограмма является полезным инструментом для исследования работы обонятельной системы в сочетании с назальной эндоскопией, клиническими тестами на идентификацию и определением порога распознавания одоранта. Они сложны с точки зрения логистики и техники и не подходят для популяционных исследований (Yang, 2016). 5. АНОСМИЯ водорастворимый одорант заданной концентрации, обеспечивая поток порядка 2 мл/с (Tricas et al., 2009). В качестве активного регистрирующего электрода используют неполяризующийся хлорсеребряный электрод в стеклянной капиллярной трубке, наполненной смесью морской воды и агара, располагаемый в стимулируемой ноздре, и регистрируют изменение суммарной электрической активности обонятельного эпителия на запаховые раздражители. Электрод сравнения располагают в воде рядом с кожей или в другой ноздре, не стимулируемой запахом. В качестве альтернативы для крупных первичноводных позвоночных, например акул, применяют иной тип протокола: вскрывается носовая полость, записывающий электрод располагают на обонятельном эпителии, при этом раствор одоранта заданной концентрации наносят пипеткой прямо на поверхность обонятельного эпителия (Meredith et al., 2012). В качестве одного из наиболее сильнодействующих одорантов в работе с рыбами применяют коммерчески доступные соли желчных кислот, которые, как известно, оказывают сильное стимулирующее воздействие на обонятельную систему костистых рыб (Rolen, Caprio, 2008; Zhang, Hara, 2009). В качестве адаптирующих стимулов используют различные аминокислоты с нейтральными (аланин), кислыми (глутаминовая кислота), основными (аргинин) и ароматическими (фенилаланин) группами в зависимости от химической природы одоранта. Для оценки концентрации одорантов в проточной воде раствор одоранта заменяют на раствор красителя “Fast green”, исследуя динамику окрашивания методом колориметрии (Rolen, Caprio, 2008). Использование рыб в качестве модельного объекта удобно с точки зрения применения водных растворов одорантов вместо их воздушных смесей и более легкого доступа к поверхности обонятельного эпителия для отведения сигнала. Однако существующие модели патологий, сопровождающихся гипо- или аносмией, в большинстве своем основаны на наземных позвоночных, чаще всего на грызунах, работа с которыми требует использования других одорантов и методов математической обработки данных. У наземных позвоночных, особенно млекопитающих, малоинвазивное внедрение электродов на поверхность обонятельного эпителия затруднено наличием сети выростов решетчатой кости — турбинат. В таких случаях становится целесообразно отводить электрическую активность с обонятельного нерва (Nakazava et al., 2000) или проекционных клеток лежащих выше отделов обонятельного анализатора (Martin et al., 2004). Например, в работе с японской жабой проводили регистрацию электрической активности обонятельного нерва: на него накладывали вольфрамовый электрод, а на кожу головы — электрод сравнения (Nakazava et al., 2000). Также возможно отводить полевые Об оняние может функционировать в диапазоне от нормальной (нормосмической) до сниженной (гипосмической) и отсутствующей (аносмической) способности обнаруживать запахи. Качественное обонятельное нарушение называется дизосмией и может быть разделено на паросмию и фантосмию. Паросмия определяется искаженным восприятием запаха. Фантосмия определяется фантомным обонятельным ощущением без явного обонятельного стимула (обонятельные галлюцинации) (Boesveldt et al., 2017). Причиной аносмии могут быть различные патологии, такие как COVID-19, нейродегенеративные заболевания, риносинусит (грипп и аллергический ринит), лекарственные препараты, старение, инсульт, вирус иммунодефицита человека, травма головы, курение, вдыхание загрязненного воздуха и многое другое (Manan et al., 2022). Необратимая СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ том 38 № 1 2024
ПРОБЛЕМЫ ДИАГНОСТИКИ ДИСФУНКЦИЙ ОБОНЯТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА 7 потеря обоняния может быть вызвана гибелью нейронов обонятельных рецепторов в носу или при черепно-мозговой травме, когда происходит повреждение волокон обонятельного нерва или областей мозга, обрабатывающих информацию от обонятельных рецепторов (Davidson et al., 1995). Отсутствие обоняния при рождении обычно обусловлено генетическими факторами, нарушениями в строении обонятельных луковиц и обонятельных борозд, или отсутствием обонятельного эпителия, или мутациями в генах хемосенсорных рецепторов (Waguespack 1992, Jimenez et al., 2021). Генетически-обусловленные патологии, сопровождающиеся аносмией Аносмия при БП. Обонятельный тракт поражается на ранних стадиях БП, приводя к потере обоняния, немоторному симптому болезни, часто предшествующему моторным (Dutta et al., 2023; Tarakad, Jankovic, 2017; Torres-Pasillas et al., 2023). Посмертные исследования материала пациентов демонстрируют наличие в обонятельной луковице телец Леви, которые могут влиять на функционирование клеток посредством таких процессов, как нарушение аксонального транспорта, синаптическая дисфункция, митохондриальная дисфункция, окислительный стресс, стресс эндоплазматического ретикулума или дисрегуляция аутофагико-лизосомального пути (Dutta et al., 2023; Torres-Pasillas et al., 2023). Все эти предполагаемые механизмы обсуждаются скорее на основании признания достаточно очевидного разрушительного влияния отложения телец Леви на окружающие клетки, нежели на результатах прямого исследования. Так, синаптопатия и деградация системы дендритных отростков нейронов признаны одними из наиболее значимых последствий накопления и агрегации чужеродных белков как при БП (Dutta et al., 2023), так и при БА (Christen-Zaech et al., 2003). На первой стадии заболевания в переднем обонятельном ядре обнаруживаются включения B-синуклеина, а на четвертой стадии в ткани обонятельной луковицы проходит накопление телец Леви и обнаруживаются серьезные повреждения мозга (Braak et al., 2003; Flores-Cuadrado et al., 2021; Hubbard et al., 2007). Так, у пациентов с БП в сочетании с гипосмией были выявлены заметные различия в черве, мозжечке и островковой доле мозга относительно здоровых пациентов, кроме того, у пациентов с тяжелой гипосмией изменения отмечаются также в лобной, теменной и височной извилинах (Yu et al., 2021). Согласно исследованию 2022 г., патология, связанная с тельцами Леви, может начаться в обонятельной луковице, или в ткани голубого пятна (Borghammer et al., 2022). Тельца Леви, имеющие шаровидную форму, и нейриты Леви, имеющие нитевидную форму, обнаруживаются в обонятельных луковицах, переднем обонятельном ядре и обонятельном тракте. На поздних стадиях заболевания они присутствуют в черной субстанции (Del Tredici et al., 2002; Torres-Pasillas et al., 2023). БП сопровождается снижением объема обонятельной луковицы и уменьшением плотности нейронов и клубочков, расположенных в ней (Cave et al., 2016; Li et al., 2016; Pearce et al., 1995; Zapiec et al., 2017). Уменьшается и объем самого обонятельного тракта (Nigro et al., 2021; Torres-Pasillas et al., 2023). При этом, согласно результатам некоторых исследований, в обонятельной луковице проходит увеличение количества дофаминергических нейронов (Huisman et al., 2004; 2008; Mundinano et al., 2011; Nigro et al., 2021). Аносмия при БА. Болезнь Альцгеймера — распространенное нейродегенеративное заболевание с ранними клиническими проявлениями обонятельной дисфункции, которые могут использоваться как клинический маркер тяжести и прогрессирования (Zou et al., 2016). Точный патофизиологический механизм обонятельной дисфункции при БА до конца не изучен, однако текущие исследования показывают, что она связана с нарушениями фолдинга тау-белка в обонятельной луковице и области обонятельной проекции (Macknin et al., 2004). Исследование 2003 г. дало возможность предположить, что ранние патологические изменения происходят в обонятельной луковице и обонятельном тракте. Анализ информации о вскрытии 110 пациентов с БА показал, что дегенеративные изменения, наличие амилоидных бляшек межклеточном пространстве, нейрофибриллярных клубочков и извитых филаментов (“сurly fi bers”) в цитоплазме клеток сопровождается обонятельной дисфункцией (Christen-Zaech et al., 2003). Патоморфологические исследования дают прямые и убедительные доказательства патологических изменений в энторинальной коре на ранней стадии БА. Нейрофибриллярные клубки и нейритные бляшки на I—II стадиях БА в основном распределены в трансэнторинальной коре (Braak, Braak, 1991). Нейропатологические изменения, связанные с гибелью проекционных нейронов и деградацией белого вещества в структурах мезиальной височной доли, особенно в энторинальной коре, могут нарушать связи между гиппокампом и неокортексом, которые необходимы для формирования памяти, в то время как дегенерация энторинальной коры влияет на активность гиппокампа, необходимую для решения задач, связанных с запахами (Braak, Braak, 1992; 1997; Claire et al., 2003). Основным фактором, влияющим на обонятельную функцию в энторинальной коре, основании и области СА1 гиппокампа, согласно исследованиям, является плотность нейрофибриллярных клубков (Wilson et al., 2007). Аносмия очень распространена при деменции с тельцами Леви, второй по частоте заболеваемости СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ том 38 № 1 2024
ГОРСКАЯ томографии (Носуля, 2013). В случае тяжелого заболевания у больных может наблюдаться обонятельный галлюционоз Гобека, для которого характерно ощущение неприятного запаха собственного тела, не вызванное какими-либо обонятельными стимулами (Тиганов et al., 1999). На ранних стадиях рассеянного склероза для 40— 44% пациентов также характерна гипосмия, более поздние стадии заболевания характеризуются нарушением идентификации запахов. Методы магнитно-резонансной томографии показывают, что степень выраженности этого явления коррелирует с количеством и размерами очагов демиелинизации в белом веществе мозга, его лобных и височных долях (Морозова и др., 2014). Легкие нарушения обоняния, такие как снижение способности идентификации запахов, предшествующие двигательным и когнитивным расстройствам, встречаются также у пациентов с БГ. Исследования на животных моделях показали, что увеличение количества белка гентингтина в обонятельных отделах головного мозга предшествовало его накоплению в других отделах. Изучение модели заболевания на мышах показало нарушение созревания нейронов ОЛ (Морозова и др., 2014). Гипосмия также встречается на ранних стадиях болезни Крейтцфельдта–Якоба. В качестве более позднего симптома нарушения обонятельной функции свойственны для таких нейродегенеративных заболеваний, как атаксия Фридрейха и спиноцеребеллярная атаксия 2- и 3-го типов (Le Pichon et al., 2009). Причинами аносмии могут быть черепно-мозговые травмы, опухоли лобной доли мозга или редкая опухоль — эстезионейробластома (Fiani et al., 2019; Ishimaru et al., 1999), вирусные инфекции, риносинуситы и полипозы носа. Посттравматическая обонятельная дисфункция может быть связана с разрывом обонятельных нервов или ушибом головного мозга. В случае вирусных инфекций причинным фактором считается повреждение рецепторных нейронов. Причины синоназальной обонятельной дисфункции охватывают воспалительные или механические факторы, такие как нарушение доступа к обонятельному эпителию (Hüttenbrink et al., 2013). Патологии, приобретенные в ходе постнатального онтогенеза. Коронавирус SARS-CoV-2. Аносмия — один из характерных симптомов COVID-19 как у детей, так и у взрослых (Howe de la Torre et al., 2023). В связи с продолжающейся эпидемией COVID-19 появилось большое количество исследований, нацеленных на то, чтобы выяснить механизмы, с помощью которых SARS-CoV-2 вызывает аносмию, но в данный момент они остаются невыясненными (Andrea et al., 2023; Butowt et al., 2023; David, Malkova, 2023). нейродегенеративной деменцией после БА (Fujita et al., 2020; Olichney et al., 2005). Некоторые авторы сообщают, что пациенты с тельцами Леви более склонны к аносмии, чем пациенты с БА (McShane et al., 2001). Аносмия при сахарном диабете (СД). Аносмия может быть макро- или микрососудистым осложнением, или дисфункцией центральной нервной системы при СД (Gouveri et al., 2014; Várkonyi et al., 2014). Исследование, включающее 120 пациентов с сахарным диабетом первого типа (СД1) и 22 здоровых испытуемых, показало, что гипосмия была более распространенной среди диабетических пациентов по сравнению с недиабетическими (70.0% против 45.5%) (Falkowski et al., 2017). Предполагается многофакторный патогенез нарушений, и высказано несколько гипотез, связывающих этот феномен как с микрососудистыми (Le Floch et al., 1993; Gascon et al., 2013), так и с макрососудистыми (Weinstock et al., 1993) изменениями, с центральной диабетической невропатией (Varkonyi et al, 2014), прямым повреждением обонятельного нерва (Gouveri et al, 2014) и/или с нарушениями проводимости стимул-индуцированных нервных импульсов, включая нарушение восходящих подкорковых путей (Varkonyi et al., 2014), которые могут возникнуть при СД1. Кроме того, резистентность к инсулину и нарушения гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси также могут играть роль в регуляции ольфакторных путей (Zaghloul et al., 2018). Снижение остроты обоняния более характерно для СД2, чем для СД1 (King, 2012; Weinstock et al., 1993). При СД2 (например, в линии Goto–Kakizaki) происходит снижение темпов нейрогенеза в основной обонятельной луковице, нарушается дифференцировка даблкортин (DCX)+ незрелых нейронов в пириформной коре, и изменяется экспрессия белка ГАМКергических интернейронов в этих областях. А с помощью вестерн-блоттинга было выявлено 17% снижения экспрессии PV (парвальбумина) в пириформной коре больных СД2 крыс по сравнению с здоровыми животными (Lietzau et al., 2018). Другие заболевания. Многие другие заболевания также сопровождаются снижением или отсутствием обоняния, но информации и механизмах развития обонятельной дисфункции при этих заболеваниях не так много. Аносмия является одним из ранних признаков шизофрении, рассеянного склероза и других нейродегенеративных заболеваний. Причиной снижения способности к идентификации запахов и повышения порогов их восприятия у больных шизофренией может быть нарушение механизмов анализа обонятельной информации, сопровождающееся снижением объема и структуры обонятельной луковицы, что подтверждается с помощью метода магнитно-резонансной СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ том 38 № 1 2024