БИОХИМИЯ, 2016, том 81, вып. 6, с. 802–812
УДК 577.121.9
Функциональное нарушение митохондрий неокортекса и гиппокампа у мышей с бульбэктомией – модели болезни Альцгеймера
1 НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119991 Москва; факс: +7(495)939-0338, электронная почта: avetis@genebee.msu.ru
2 Институт биофизики клетки РАН, 142290 Пущино, Московская область
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: болезнь Альцгеймера, ольфакторная бульбэктомия мышей, дисфункция митохондрий, окислительный стресс.
Аннотация
Функциональное и структурное повреждение митохондрий в мозговых тканях при развитии болезни Альцгеймера (БА) приводит к энергетическому дефициту, усилению генерации активных форм кислорода (АФК) и преждевременной гибели нервных клеток. Однако пока неизвестна причинно-следственная связь митохондриальных дисфункций с накоплением в них нейротоксического белка амилоида-бета (Aβ), а также механизм действия этих двух факторов при спорадической форме БА, которая является наиболее распространенной у людей. В качестве модели данной формы БА использованы мыши линии NMRI с двустороннеудаленными обонятельными луковицами – ольфакторной бульбэктомией (ОБЭ). Через пять недель после операции у таких животных развивались характерные для БА основные поведенческие и биохимические признаки нейродегенерации, в том числе, нарушение пространственной памяти, увеличение содержания Aβ в мозге, дефицит энергетического обмена. Изолированные из тканей неокортекса и гиппокампа митохондрии обладали выраженными функциональными нарушениями, коррелирующими с высоким содержанием в них растворимого белка амилоид-бета 1-40 (Aβ1-40). Дисфункция митохондрий у ОБЭ мышей проявлялась в низкой скорости окисления NADH, субстрата комплекса I электрон-транспортной цепи, в снижении трансмембранного электрического потенциала (ΔΨ) митохондрий. Также было обнаружено значительное падение активности цитохромоксидазы (комплекс IV) дыхательной цепи митохондрий, изолированных из неокортекса и гиппокампа ОБЭ мышей. Нарушение энергетического метаболизма сопровождалось накоплением продуктов перекисного окисления липидов в митохондриях, что свидетельствовало о развитии окислительного стресса. Таким образом, было установлено, что нейродегенерация у ольфакторно бульбэктомированных мышей сопровождается такими же нарушениями энергетического метаболизма и развитием окислительного стресса в митохондриях мозга, которые имеют место на генетических животных моделях БА и при спорадической форме у человека.