Особенности проявлений митохондриальной дисфункции при церебральной ишемии различного генеза в контексте возможной нейропротекторной терапии

DOI: 10.47026/2413-4864-2026-1-34-43

УДК: 616.831-005.6
ББК: 52.81

Ревякина Д.Н., Харитонова О.В., Поздняков Д.И., Шабанова Н.Б., Геращенко А.Д.

Особенности проявлений митохондриальной дисфункции при церебральной ишемии различного генеза в контексте возможной нейропротекторной терапии

Ключевые слова: ишемия головного мозга, митохондриальная дисфункция, регрессионный анализ, нейропротекция

Митохондриальная дисфункция является одной из составляющих патогенеза церебральной ишемии. Степень развития митохондриальных нарушений значительно варьируется от характера ишемического повреждения, что может оказывать влияние не только на течение заболевания, но и на успех проводимой фармакотерапии, например, нейропротекторами.

Цель исследования – поиск релевантных количественных биомаркеров митохондриальной дисфункции в условиях ишемии головного мозга различного генеза для рационального выбора и разработки нейропротекторных средств.

Материалы и методы. Церебральную ишемию моделировали у крыс Вистар. Фокальную ишемию головного мозга индуцировали путем необратимой правосторонней окклюзии средней мозговой артерии. Субтотальную ишемию воспроизводили перевязкой правой общей сонной артерии. Через 72 ч у крыс оценивали изменение величины зоны некроза, а также интенсивность аэробного/анаэробного дыхания, активность цитратсинтазы и сукцинатдегидрогеназы, содержание АТФ и цитохрома С. Зависимость изменения зоны некроза от показателей митохондриальной функции выявляли в ходе регрессионного анализа.

Результаты. В ходе исследования было установлено, что у животных в условиях как фокальной, так и субтотальной ишемии отмечается формирование некротического очага. При этом у крыс с фокальной ишемией зона церебрального некроза была выше, чем у животных с субтотальной ишемией. Также оба варианта церебральной ишемии приводили к развитию митохондриальной дисфункции, которая выражалась в уменьшении аэробного метаболизма, активации анаэробных процессов, снижении активности митохондриальных ферментов и высвобождении проапоптотического цитохрома С. Полученные уравнения регрессии позволили установить, что у животных с фокальной ишемией изменение зоны некроза в большей степени зависит от активности цитратсинтазы (R² = 0,7551; AIC = 4,6684), тогда как у крыс с субтотальной ишемией формирование инфарктной зоны в наибольшей степени зависит от ровня аэробного дыхания (R² = 0,9553; AIC = 2,1014).

Выводы. Полученные результаты позволяют предположить, что в условиях фокальной ишемии формирование зоны некроза в большей степени зависит от активности цитратсинтазы и, соответственно, новообразования митохондрий. При субтотальной ишемии церебральный некроз находится в тесной взаимосвязи с активностью аэробных процессов обмена. Данные различия в проявлении митохондриальной дисфункции могут служить основой для рационального выбора доклинической модели ишемии мозга при изучении новых соединений-нейропротекторов.

Литература

Buchan A.M., Pelz D.M. Neuroprotection in Acute Ischemic Stroke: A Brief Review. Canadian Journal of Neurological Sciences, 2022, vol. 49(6), pp. 741–745. DOI: 10.1017/cjn.2021.223.
Chhimpa N., Singh N., Puri N., Kayath H. P. The Novel Role of Mitochondrial Citrate Synthase and Citrate in the Pathophysiology of Alzheimer’s Disease. Journal of Alzheimer’s Disease, 2023, vol. 94(s1), pp. S453–S472. DOI: 10.3233/JAD-220514.
Duberley K.E., Heales S.J., Abramov A.Y. et al. Effect of Coenzyme Q10 supplementation on mitochondrial electron transport chain activity and mitochondrial oxidative stress in Coenzyme Q10 deficient human neuronal cells. Int J Biochem Cell Biol, 2014, vol. 50, pp. 60–63. DOI: 10.1016/j.biocel.2014.02.003.
Jiang R.Q., Li Q.Q., Sheng R. Mitochondria associated ER membranes and cerebral ischemia: Molecular mechanisms and therapeutic strategies. Pharmacological Research, 2023, vol. 191, 106761. DOI: 10.1016/j.phrs.2023.106761.
Jurcau A., Ardelean A.I. Oxidative Stress in Ischemia/Reperfusion Injuries following Acute Ischemic Stroke. Biomedicines, 2022, vol. 10(3), p. 574. DOI: 10.3390/biomedicines10030574.
Kalogeris T., Baines C.P., Krenz M., et al. Cell biology of ischemia/reperfusion injury. International Review of Cell and Molecular Biology, 2012, vol. 298, pp. 229–317. DOI: 10.1016/B978-0-12-394309-5.00006-7.
Klemmensen M.M., Borrowman S.H., Pearce C. et al. Mitochondrial dysfunction in neurodegenerative disorders. Neurotherapeutics, 2024, vol. 21(1), e00292. DOI: 10.1016/j.neurot.2023.10.002.
Li J., Yang D., Li Z. et al. PINK1/Parkin-mediated mitophagy in neurodegenerative diseases. Ageing Research Reviews, 2023, vol. 84, 101817. DOI: 10.1016/j.arr.2022.101817.
Mu J., Hao P., Duan H. et al. Non-human primate models of focal cortical ischemia for neuronal replacement therapy. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 2023, vol. 43(9), pp. 1456–1474. DOI: 10.1177/0271678X231179544.
Orozco-Ibarra M., Aparicio-Trejo O.E., Jiménez-Uribe A.P. et al. Assessment of Kidney Mitochondrial Function by High-Resolution Respirometry, Transmission Electron Microscopy, and Histological Techniques. Methods in Molecular Biology, 2023, vol. 2664, pp. 283–308. DOI: 10.1007/978-1-0716-3179-9_18.
Owjfard M., Rahimian Z., Karimi F. et al. Comprehensive review on the neuroprotective potential of resveratrol in ischemic stroke. Heliyon, 2024, 10(14), e34121. DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e34121.
Shepherd D., Garland P.B. The kinetic properties of citrate synthase from rat liver mitochondria. The Biochemical Journal, 1969, vol. 114(3), pp. 597–610.
Singer T.P., Kearney E.B., Kenney W.C. Succinate dehydrogenase. Advances in Enzymology and Related Areas of Molecular Biology, 1973, vol. 37, pp. 189–272. DOI: 10.1002/9780470122822.ch4.
Tamura A., Graham D. I., McCulloch J. et al. Focal cerebral ischaemia in the rat: 1. Description of technique and early neuropathological consequences following middle cerebral artery occlusion. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 1981, vol. 1(1), pp. 53–60. DOI: 10.1038/jcbfm.1981.6.
Thong-Asa W., Tilokskulchai K. Neuronal damage of the dorsal hippocampus induced by long-term right common carotid artery occlusion in rats. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2014, vol. 17(3), pp. 220–226.
Voronkov A.V., Shabanova N.B., Voronkova M.P. et al. The effect of PIR-4 substance on the necrosis zone in experimental focal cerebral ischemia in rats. Archiv EuroMedica, 2018, vol. 8(2), pp. 37–
Yang J. L., Mukda S., Chen S. D. Diverse roles of mitochondria in ischemic stroke. Redox Biology, 2018, vol. 16, pp. 263–275. DOI: 10.1016/j.redox.2018.03.002.
Zhao Y., Zhang X., Chen X., et al. Neuronal injuries in cerebral infarction and ischemic stroke: From mechanisms to treatment (Review). International Journal of Molecular Medicine, 2022, vol. 49(2), p. 15. DOI: 10.3892/ijmm.2021.5070.

Сведения об авторах

Ревякина Дарья Николаевна: студентка VI курса специальности «Медицинская биохимия», Пятигорский медико-фармацевтический институт, Россия, Пятигорск (revyakinadaria@yandex.ru; ORCID: https://orcid.org/0009-0009-9578-0460)

Харитонова Ольга Владимировна: кандидат биологических наук, доцент кафедры биологической химии, Пятигорский медико-фармацевтический институт, Россия, Пятигорск (incentra@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7840-9269)

Поздняков Дмитрий Игоревич: кандидат фармацевтических наук, доцент, заведующий кафедрой фармакологии с курсом клинической фармакологии, Пятигорский медико-фармацевтический институт, Россия, Пятигорск (pozdniackow.dmitry@yandex.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5595-8182)

Шабанова Наталья Борисовна: кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры фармакологии с курсом клинической фармакологии, Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал Волгоградского государственного медицинского университета, Россия, Пятигорск (vahlushina@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7693-5182)

Геращенко Анастасия Дмитриевна: кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры фармакологии с курсом клинической фармакологии, Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал Волгоградского государственного медицинского университета, Россия, Пятигорск (anastasia_gerashchenko@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0294-2926)

Ссылка на статью

Ревякина Д.Н., Харитонова О.В., Поздняков Д.И., Шабанова Н.Б., Геращенко А.Д. Особенности проявлений митохондриальной дисфункции при церебральной ишемии различного генеза в контексте возможной нейропротекторной терапии [Электронный ресурс] // Acta medica Eurasica. – 2026. – №1. – С. 34-43. – URL: https://acta-medica-eurasica.ru/single/2026/1/4/. DOI: 10.47026/2413-4864-2026-1-34-43.

Статья журнала

Ревякина Д.Н., Харитонова О.В., Поздняков Д.И., Шабанова Н.Б., Геращенко А.Д.