Харченко В.С.
НИИ биологии Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина, Харьков, Украина
Накопление церамида (ЦМ) в нервных клетках, индукция оксидативного стресса, образование β-амилоида, гиперфосфорилирование белка tau и снижение активности фосфолипазы Д (ФЛД) предшествуют развитию инсулинорезистентности мозга и возрастным нейродегенеративным изменениям. На сегодняшний день данные об участии ФЛД в сигнальных путях активируемых инсулином в мозгу и изменениях активности ФЛД, которые происходят в процессе старения, немногочисленны и противоречивы. Поэтому целью работы стало изучение возрастных особенностей ФЛД-зависимого звена передачи сигнала инсулина в неокортексе крыс и выяснение роли церамида в возрастных и индуцированных изменениях этого процесса. Исследования проводили на неокортексе 3-х и 24-месячных крыс самцов. Ткань инкубировали в Кребс-Рингер бикарбонатном буфере с 0,1 % альбумином 3 часа при 37 °С в присутствии С2-ЦМ (5 мкг/мл среды инкубации) или пальмитиновой кислотой (16:0) (0,75 мМ) или без них. Для определения содержания фосфатидилэтанола (ФЭТ) ткань неокортекса преинкубировали 10 минут с 300 мМ этанолом, затем в среду инкубации вносили инсулин (100 нМ) или 0,9 % NaCl (в качестве контроля к инсулину) и через 5 или 30 минут останавливали реакцию. Липиды разделяли с помощью тонкослойной хроматографии. Установлено, что при инкубации неокортекса 3-х месячных крыс с инсулином повышается содержание ФЭТ на 34 % на 5-й минуте инкубации и на 78 % на 30-й минуте, и снижается содержание фосфатидилхолина (ФХ) на 38 % на 5-й минуте действия гормона и на 46 % после 30-ти минут инкубации с инсулином. Указанные изменения содержания липидов свидетельствуют об активации инсулином ФХ-специфичной ФЛД у молодых животных в этот промежуток времени. В то же время, обнаружено повышение базального уровня ЦМ после инкубации с С2-ЦМ или 16:0 в неокортексе молодых крыс, а также в неокортексе 24-месячных крыс. Кроме того, инсулин не вызывал повышения содержания ФЭТ в этих клетках.
Таким образом, установлено, что в неокортексе 3-х месячных крыс инсулин стимулирует ФЛД. В то же время, в коре мозга 24-месячных крыс, а также при добавлении в среду инкубации неокортекса экзогенного С2-ЦМ или его предшественника – 16:0 происходит накопление ЦМ и отмена инсулинстимулированного образования ФЭТ в неокортексе молодых крыс. Обнаруженные в настоящей работе возрастные и экспериментально индуцированные нарушения регуляции инсулином ФЛД могут быть связаны с накоплением в ткани неокортекса ЦМ. ФЛД участвует в пролиферации нервных клеток, экзо- и эндоцитозе, в формировании аксонов и образовании ацетилхолина. Учитывая эти данные и результаты настоящей работы можно полагать, что подавление инсулинзависимой активности ФЛД ЦМ в старости может приводить к значительным нарушениям функционирования мозга.