научный журнал по биологии Успехи физиологических наук ISSN: 0301-1798

О научном журнале«Успехи физиологических наук»

В журнале публикуются статьи обзорно-критического характера по различным разделам физиологии, а также статьи, в которых авторы на основе имеющейся научной литературы излагают оригинальные концепции по принципиальным теоретическим вопросам, аргументированные собственным экспериментальным материалом.

Журнал рассчитан на педагогов и специалистов-физиологов и биофизиков медицинского и общебиологического профиля

Архив научных статейиз журнала «Успехи физиологических наук»

  • БАРЬЕРНАЯ ФУНКЦИЯ ЭНДОТЕЛИЯ, МЕХАНИЗМЫ ЕЕ РЕГУЛЯЦИИ И НАРУШЕНИЯ

    ИВАНОВ А.Н., НОРКИН И.А., ПУЧИНЬЯН Д.М. — 2015 г.

    Эндотелий является важным регулятором избирательной проницаемости сосудистой стенки для различных веществ и клеток. В обзоре представлены современные данные о барьерной функции эндотелия в физиологических и патологических условиях. Рассмотрены структурно-функциональная организация гликокаликса и возможные механизмы его повреждения, приводящие к нарушению барьерной функции эндотелия. Особое внимание уделено факторам, оказывающим влияние на проницаемость сосудистой стенки, и механизмам регуляции барьерной функции эндотелия. Описаны механизмы, обеспечивающие трансцеллюлярный транспорт веществ и миграцию клеток через эндотелиоциты. Рассмотрены особенности морфофункциональной организации плотных и адгезионных контактов эндотелиоцитов, а также их значение в регуляции парацеллюлярного транспорта через эндотелиальный барьер.

  • ГАМК А-СОПРЯЖЕННАЯ С1/НС0 3-АТФАЗА: КАНДИДАТ НА НОВЫЙ ПЕРВИЧНО-АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТЕР В НЕЙРОНАЛЬНЫХ МЕМБРАНАХ

    МЕНЗИКОВ С.А. — 2015 г.

    С1-транспортные системы мембран клеток различного происхождения (в том числе и нейронов) играют исключительно важную роль в различных процессах их жизнедеятельности. Рассмотрены различные транспортные механизмы, участвующие в поддержании внутриклеточной концентрации ионов С1 -, отличающейся от равновесной концентрации. В обзоре представлены биохимические свойства С1/НС0 3-АТФазы, которая является кандидатом на новую первично-активную систему, сопряженную с ГАМК А-рецепторами нейрональных мембран. Особое внимание уделено рассмотрению предпосылок для существования ГАМК А-сопряженной АТФазы. Приведены данные в пользу не только функциональной, но, и предполагаемой структурной сопряженности фермента с ГАМК а-рецепторами. Делается вывод о важности обнаруженной АТФазы в первично-активных транспортных процессах через плазматические мембраны нейрональных клеток с различным уровнем организации.

  • ГАМК И ЕЕ РЕЦЕПТОРЫ В ПАТОГЕНЕЗЕ ЭПИЛЕПСИИ

    КАРПОВА М.Н., КЛИШИНА Н.Ю., КУЗНЕЦОВА Л.В. — 2015 г.

    В обзоре представлены данные об особенностях структурно-функциональной организации ГАМКергической системы мозга, механизмах ГАМКергической передачи, о характеристиках ГАМК-рецепторов и формах ГАМКергического торможения. Рассмотрены вопросы вовлеченности тормозного медиатора ГАМК и различных типов ГАМК-рецепторов в эпилептогенез. Приведены экспериментальные и клинические данные, свидетельствующие о важной роли ГАМК и ее рецепторов в эпилептогенезе.

  • ДВОЙСТВЕННОСТЬ ПРИРОДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА (ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ), ОТВЕДЕННЫХ ПОЛЯРИЗУЕМЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ ИЗ ИНЕРТНЫХ МЕТАЛЛОВ

    ДУБИНИН А.Г., РЕУТОВ В.П., СВИНОВ М.М., ТРОШИН Г.И., ШВЕЦ-ТЭНЭТА-ГУРИЙ Т.Б. — 2015 г.

    В современной нейрофизиологии утвердилось мнение о том, что электрические сигналы головного мозга в полосе частот от постоянного тока до электроэнцефалограммы, отведенные металлическими проводниками из инертных металлов, вживленными в головной мозг, формируются исключительно за счет изменений в электрическом поле мозга. В данной работе представлен обзор литературы и собственных данных, согласно которым в формировании этих сигналов принимают участие два фактора. Один фактор - это изменения в заряде двойного электрического слоя электрода, имеющего свойство конденсатора и изменяющего величину своего заряда при изменениях в электрическом поле объемного проводника - головного мозга. Другой фактор - это электрохимический сигнал, определяемый локальными изменениями в окислительно-восстановительном потенциале (Е) нейронно-глиальных популяций, окружающих электрод. В работе приведен обзор электрических и электрохимических свойств электродов из инертных металлов, используемых в электрофизиологии. Показано, что каждый из этих факторов имеет свои характерные параметры по времени и амплитуде. Приведены данные собственных исследований локальных изменений Е коры головного мозга, сопровождающих реакцию головного мозга на вживление электродов в кору мозга, естественное поведение животных в циклах бодрствования - сна, интегративную работу мозга и действие фармакологических препаратов. Эти результаты позволяют судить о высокой информативности исследования локальных изменений E головного мозга в целях изучения энергетического метаболизма мозга бодрствующих животных и закладывают основы для изучения локальных изменений энергетического метаболизма мозга в условиях свободного поведения животных.

  • ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТАРЕНИЯ МОЗГА И СПОСОБЫ АКТИВАЦИИ ЕГО КОМПЕНСАТОРНЫХ РЕСУРСОВ

    РАЗУМНИКОВА О.М. — 2015 г.

    В обзоре представлены современные знания о механизмах старения мозга и о возрастных нарушениях архитектуры и функций нейронных систем мозга. Описаны компенсаторные ресурсы мозга и способы его когнитивной тренировки, влияющие на сохранность и развитие интеллектуальных функций. Показано значение образа жизни в динамике старения мозга.

  • КОННЕКТОМИКА: НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ, ДОСТИЖЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ

    КАЗИМИРОВА Е.А., КАРИМОВА Е.Д., ЛЕБЕДЕВА Н.Н., МАЙОРОВА Л.А. — 2015 г.

    Обзор посвящен исследованиям в относительно новой области нейробиологии - коннектомике. Рассматриваются теоретические и прикладные аспекты изучения коннектома человека. Дается определение коннектома, а также таких его атрибутов как коннективность, сети покоя и сеть по умолчанию. В обзоре освещены основные современные методы исследования коннектома, уже имеющиеся данные о строении коннектома в норме и при патологии, а также обозначены перспективы развития новой области знаний - коннектомики.

  • НЕЙРОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОТРЕБНОСТИ, МОТИВАЦИИ И ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОГО ПОВЕДЕНИЯ

    БАЗЯН А.С., РОГАЛЬ А.В. — 2015 г.

    В этом обзоре анализируются четыре типа потребностей, которые проявляются как у человека, так и у животных. Это: 1 - потребность есть, 2 - потребность пить, 3 - сексуальная потребность и 4 - потребность усилить или продлить эмоционально положительные состояния и, наоборот, потребность избавляться или избегать боли и неприятного воздействия, или эмоционально отрицательного состояния. Центры первых трех потребностей локализованы в гипоталамусе. Четвертая потребность индуцируется интегративными процессами и определяется ключевой ролью мезолимбической дофамин (ДА)-ергической системой мозга. Лептин и грелин, гормона сытости и голода формируют пищевую потребность в нейронах пищевом центре гипоталамуса. Вазопрес-син - антидиуретический гормон, формируют питьевую потребность в нейронах питьевом центре гипоталамуса. Вазопрессин, окситоцин и стероидные гормоны формируют половую потребность в нейронах полового центре гипоталамуса. Терминали мезолимбической ДАергической системы иннервируют нейроны гипоталамуса, миндалины, хабенулы и прилежащего ядра. Часть нейронов миндалины и хабенулы реагируют на положительные стимулы, а другая часть на отрицательные стимулы. Интеграция внутриклеточных ДА реакция с внутриклеточными пептидергическими реакциями формируют эмоциональные и мотивационные состояния. Интегрирующей системой мезолимбической ДАергической системы является прилежащее ядро. ГАМКергические терминали этого ядра оканчиваются на наружных и внутренних ядрах вентрального паллидема. Описываются и обсуждаются сети эмоционального и мотивационного поведения и их взаимодействие с сетями произвольного поведения на основании глобального ДАергического сигнала.

  • О РОЛИ БАЗАЛЬНЫХ ГАНГЛИЕВ В ОБРАБОТКЕ СЛОЖНЫХ ЗВУКОВЫХ СТИМУЛОВ И СЛУХОВОМ ВНИМАНИИ

    СИЛЬКИС И.Г. — 2015 г.

    Предложен механизм обработки сложных звуковых стимулов и слухового внимания в параллельных нейронных цепях, включающих различные слуховые области коры, связанные с ними части внутреннего коленчатого тела, нижнего двухолмия и базальных ганглиев. Выделение дофамина в стриатуме способствует разнонаправленной модуляции сильных и слабых входов из коры к нейронам стриатума, дающим начало прямому и непрямому пути через базальные ганглии. Последующее синергичное растормаживание одних и ингибирования других групп нейронов таламуса со стороны базальных ганглиев приводит к формированию в топически связанных с ними слуховых областях коры контрастных нейронных отображений свойств звукового стимула. Контрастирование усиливается благодаря одновременному растормаживанию педункулопонтийного ядра и воздействию на мускариновые рецепторы на нейронах внутреннего коленчатого тела. Из механизма следует, что непроизвольное внимание к звуковому тону может усилить ранний компонент ответа нейронов первичной слуховой коры (50 мс) в отсутствие дофамина за счет растормаживания нейронов таламуса по прямому пути через базальные ганглии, тогда как произвольное внимание к сложным звукам может усилить только те компоненты реакций нейронов вторичных слуховых областей коры, которые возникают после срабатывания дофаминергических клеток (т.е. позднее 100 мс). Различные следствия предлагаемого механизма согласуются с известными экспериментальными данными.

  • О РОЛИ БАЗАЛЬНЫХ ГАНГЛИЕВ В ФОРМИРОВАНИИ РЕЦЕПТИВНЫХ ПОЛЕЙ НЕЙРОНОВ ПЕРВИЧНОЙ СЛУХОВОЙ КОРЫ И МЕХАНИЗМЫ ИХ ПЛАСТИЧНОСТИ

    СИЛЬКИС И.Г. — 2015 г.

    Предложен механизм формирования рецептивных полей нейронов первичной слуховой коры ( поле А1) и вентральной части внутреннего коленчатого тела (ВКТв), в котором участвует “прямой” путь через базальные ганглии. Выделяющийся в стриатуме в ответ на звуковой тон дофамин через Д1 рецепторы на стрионигральных нейронах способствует индукции длительной потенциации эффективности “сильных” входов из поля А1 к этим нейронам и длительной депрессии “слабых” входов. Последующая реорганизация активности нейронов в цепи поле А1 - базальные ганглии - ВКТв - поле А1 приводит к растормаживанию активности нейронов ВКТв, контрастному усилению нейронного отображения определенного звукового тона в ВКТв и поле А1 и к сужению рецептивных полей. В основе пластических сдвигов рецептивных полей нейронов лежит модификация эффективности синаптической передачи не только между корой и стриатумом, но и между всеми элементами таламо-кортикального круга. Модификации синапсов может способствовать синхронизация активности нейронов, в основе которой лежат высокочастотные осцилляции, базирующиеся на взаимозависимом функционировании тормозных клеток в рассматриваемой цепи.

  • ОБУЧЕНИЕ И ПАМЯТЬ У ДРОЗОФИЛЫ: ФИЗИОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

    ЖУРАВЛЕВ А.В., НИКИТИНА Е.А., САВВАТЕЕВА-ПОПОВА Е.В. — 2015 г.

    В нейробиологии существенный прогресс достигнут в раскрытии молекулярных механизмов когнитивной деятельности. Во многом это стало возможным благодаря изучению организации простых нервных систем, таких как ЦНС D. melanogaster. Ряд функциональных особенностей сближает ее с ЦНС высших позвоночных. Это: 1) консервативность генов и молекулярных систем, регулирующих процессы обучения и памяти; 2) наличие дифференцированных сенсорных, ассоциативных и моторных отделов; 3) использование сходных принципов кодирования и анализа информации; 4) наличие всех основных форм обучения, как неассоциативного, так и ассоциативного; 5) многообразие форм памяти, краткосрочной и долгосрочной, зависимой от синтеза белка; 6) наличие в мозге аминергических систем подкрепления; 7) влияние на когнитивные процессы циркадных биоритмов, текущего опыта и индивидуальных особенностей организма. В данном обзоре основное внимание уделяется двум наиболее изученным у дрозофилы видам обучения - ольфакторному и условно-рефлекторному подавлению ухаживания (УРПУ). Отдельно рассматривается влияние на процессы памяти кинурениновых метаболитов и компонентов сигнального каскада ремоделирования актина.

  • ОПИОИДНЫЕ ПЕПТИДЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ С ПИЩЕЙ, И ИХ ВЛИЯНИЕ НА НЕРВНУЮ СИСТЕМУ

    ДУБЫНИН В.А., КАМЕНСКИЙ А.А., САРЫЧЕВА Н.Ю., ЧЕСНОКОВА Е.А. — 2015 г.

    В обзоре проведен анализ имеющихся в настоящее время литературных данных по проблеме эк-зорфинов - коротких опиоидоподобных пептидов, образующихся в кишечнике при переваривании различных пищевых продуктов. Рассмотрены многочисленные сообщения о физиологическом действии этих пептидов на организм животных и человека; в центре внимания авторов находятся нейротропные эффекты экзорфинов. Представлены, с одной стороны, клинические данные и результаты медицинских экспериментов с добровольцами, с другой стороны - результаты опытов на животных, относящихся к разным таксономическим группам. Особое внимание уделено влиянию экзорфинов на развитие детей раннего возраста.

  • ОПТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИССЛЕДОВАНИЮ ЦЕНТРАЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ РЕГУЛЯЦИИ ПОВЕДЕНИЯ

    ДЫГАЛО Н.Н. — 2015 г.

    Создание методов селективного управления активностью нейронов при помощи света - оптогенетики, стало важным достижением последнего времени, существенно расширившим возможности современной нейробиологии. В обзоре представлена общая концепция оптогенетики и обсуждены недавние результаты и перспективы применения этого подхода в психоповеденческих исследованиях.

  • ПАЛЕОАМИГДАЛА КАК НЕЙРОЭНДОКРИННЫЙ ЦЕНТР РЕГУЛЯЦИИ РЕПРОДУКТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ

    АХМАДЕЕВ А.В., КАЛИМУЛЛИНА Л.Б. — 2015 г.

    В обзоре впервые систематизированы имеющиеся в современной литературе данные, которые характеризуют палеоамигдалу (древнюю часть миндалевидного комплекса мозга) как нейроэндокринный центр мозга, участвующий в организации полового поведения, регуляции секреции и выделения гонадотропинов, включающийся в процессы полового созревания организмов. Вовлечение палеоамигдалы в состав функциональных систем мозга, детерминирующих репродуктивные функции, предопределено его участием в процессах половой дифференциации мозга. Большую роль в осуществлении всех этих процессов играют феромональные и обонятельные стимулы, которые обрабатываются палеоамигдалой, и доставляются в репродуктивные центры гипоталамуса по системе конечной полоски.

  • РОЛЬ ИНТРОНОВ В ЭВОЛЮЦИИ

    МУСТАФИН Р.Н., ХУСНУТДИНОВА Э.К. — 2015 г.

    В статье описана роль интронов в эволюции эукариот. Накапливающиеся в интронных областях полиморфизмы, входящие для сплайсинговых изоформ в рамки считывания, могут приводить к изменению свойств альтернативного продукта экспрессии гена, что дает основу адаптации к меняющимся условиям существования, закрепляясь эволюционно на уровне популяции и вида. Описаны основные механизмы обеспечения динамичности генома эукариот и роль ассоциативных комбинаций в генезе мультифакториальных заболеваний.

  • РОЛЬ ЦЕНТРАЛЬНОГО СЕРОГО ВЕЩЕСТВА СРЕДНЕГО МОЗГА В РЕГУЛЯЦИИ СОМАТИЧЕСКОЙ БОЛЕВОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПРИ СТРЕССЕ: УЧАСТИЕ КОРТИКОТРОПИН-РИЛИЗИНГ ФАКТОРА И ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫХ ГОРМОНОВ

    ФИЛАРЕТОВА Л.П., ЯРУШКИНА Н.И. — 2015 г.

    Центральное серое вещество среднего мозга (ЦСВСМ) играет важную роль в регуляции болевой чувствительности при стрессе, вовлекаясь в реализацию стресс-вызванной анальгезии. Ключевой гормональной системой, обеспечивающей адаптацию организма при стрессе, является гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальная система (ГГАКС), гормоны которой, кортикотропин-рилизинг фактор (КРФ) и глюкокортикоиды, участвуют в реализации стресс-вызванной анальгезии. Экзогенные гормоны ГГАКС, подобно гормонам, продуцирующимся при стрессе, могут вызывать анальгетический эффект. Анальгетическое действие КРФ может опосредоваться глюкокортикоидными гормонами. Влияние КРФ и глюкокортикоидов на соматическую болевую чувствительность может реализовываться с участием ЦСВСМ. Цель обзора - проанализировать данные литературы о роли ЦСВСМ в регуляции соматической болевой чувствительности при стрессе и в опосредовании анальгетического действия КРФ и глюкокортикоидных гормонов.

  • ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАКРОФАГОВ ПРИ ОСТРОМ И ХРОНИЧЕСКОМ ВОСПАЛЕНИИ. МАКРОФАГИ СТОРОЖЕВЫХ ЛИМФАТИЧЕСКИХ УЗЛОВ

    КОЛЕСНИКОВ А.П., КОНЕНКОВ В.И., ПОВЕЩЕНКО А.Ф., ШКУРАТ Г.А. — 2015 г.

    Макрофаги являются одними из ключевых компонентов врожденного иммунитета. Они обладают выраженным фенотипическим и функциональным разнообразием. Различают несколько субпопуляций "классически" и "альтернативно" активированных макрофагов, а тканевая гетерогенность резидентных макрофагов характеризуется большим количеством популяций в лимфоидной и не-лимфоидной ткани. Макрофаги принимают активное участие в реакциях острого и хронического воспаления. Диз-регуляция функций этих клеток приводит к цитотоксическому повреждению ткани, если баланс смещен в сторону М1 макрофагов, и развитию фиброз/рак - если в сторону М2 клеток. Кроме того, макрофаги могут принимать непосредственное участие в реакциях врожденного иммунитета при хроническом воспалении.

  • ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОСТСТРЕССОРНЫХ СОСТОЯНИЙ

    ВАЙДО А.И., ДЮЖИКОВА Н.А., СКОМОРОХОВА Е.Б. — 2015 г.

    Эпигенетические механизмы регуляции экспрессии генов в мозге активно исследуются в связи с адаптивными и патологическими последствиями действия стресса при формировании пост-стрессорных состояний, в частности, посттравматического стрессового расстройства (ПТСР). Представлена краткая характеристика основных эпигенетических модификаций. Более подробно рассмотрен процесс метилирования ДНК. Обобщены сведения о ключевых эпигенетических изменениях в мозге при реакции на стресс у человека и в моделях на животных. Отдельно рассмотрены эпигенетические модификации в определенных генах - стрессового ответа, генах гормонов, ней-ромедиаторов, факторов роста нервов при формировании постстрессорных состояний и посттравматического стрессового расстройства.

  • АДГЕЗИВНЫЕ МОЛЕКУЛЫ ЭНДОТЕЛИЯ СОСУДИСТОЙ СТЕНКИ

    ЖДАНОВА О.Ю., ИВАНОВ А.Н., НОРКИН И.А., ПУЧИНЬЯН Д.М., ШИРОКОВ В.Ю. — 2014 г.

    В статье представлены современные данные о функциональной роли адгезивных молекул эндотелия сосудистой стенки, принадлежащих к различным структурным семействам: интегринам, селектинам, кадгеринам, а также суперсемейству иммуноглобулинов. Рассматриваются механизмы регуляции экспрессии и распределения данных молекул на поверхности эндотелиоцитов. Представленные данные раскрывают значение адгезивных молекул в регуляции структурно-функционального состояния эндотелиальных клеток как в условиях нормы, так и при патологии. Особое внимание уделяется значению этих молекул в процессах физиологического и патологического ангиогенеза, регуляции проницаемости эндотелиального барьера и трансэндотелиальной миграции клеток.

  • АКУСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЧЕВОГО СИГНАЛА КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА

    КАРИМОВА Е.Д., ЛЕБЕДЕВА Н.Н. — 2014 г.

    Обзор посвящен анализу возможностей и эффективности использования экстралингвистических (т.е. несемантических) характеристик речевого сигнала для оценки функционального состояния человека - при выполнении операторской деятельности, эмоциональном напряжении, при моделировании (актерском и неактерском) различных эмоциональных состояний, при депрессии.

  • ВКЛАД ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫХ ГОРМОНОВ В ГАСТРОПРОТЕКЦИЮ

    ФИЛАРЕТОВА Л.П. — 2014 г.

    О значимости стресса для поддержания здоровья свидетельствует тот факт, что нарушение нормального протекания стрессорной реакции при искусственном исключении из функционирования гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы (ГГАКС) приводит к пагубным последствиям для организма. В настоящем обзоре это демонстрируется на примере результатов экспериментальных исследований, связанных с язвообразованием в желудке. Согласно полученным результатам, в условиях дефицита глюкокортикоидных гормонов или предотвращения возможности их действия во время стресса стрессорное язвообразование в желудке усугубляется. Эти данные не поддерживают существующую догму об ульцерогенной роли глюкокортикоидных гормонов при стрессе и свидетельствуют о гастропротективной природе глюкокортикоидных гормонов, продуцирующихся во время острой стрессорной активации ГГАКС.