Заведующий лабораторией
Карпенко Марина Николаевна, Доктор биологических наук, доцент
e-mail: physiol@iemspb.ru
Краткая история лаборатории
Лаборатория нейрохимии была выделена из Лаборатории нейробиологии интегративных функций мозга и начала свое существование как самостоятельная единица в структуре Физиологического отдела им. И.П. Павлова 1 декабря 2019 г. Новая лаборатория сформирована из молодых ученых, выпускников Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого по специальности «Биофизика».
Основные направления исследований
- Изучение молекулярных основ нарушений, способных привести к развитию заболеваний нервной системы.
- Поиск новых принципов лечения неврологических заболеваний, позволяющих стимулировать восстановление поврежденных клеток ЦНС при таких социально значимых заболеваниях, как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, а также при ишемических и травматических повреждениях головного мозга.
Основные результаты
Сотрудники Лаборатории нейрохимии занимаются исследованием различных аспектов функционирования центральной нервной системы в норме и при развитии нейродегенеративных процессов. В последние пять лет область научных интересов сотрудников преимущественно связана с изучением функционирования кальпаиновой системы внутриклеточных кальций-зависимых нейтральных протеаз в условиях повышенного содержания марганца и/или дофамина в клетке, а также изучением последствий действия на мозг эндотоксинов. Было показано, что при действии на организм бактериальных (липополисахарид) или химических (MnCl2) токсинов переходное состояние от нормы к патологии характеризуется фактор-специфичным вовлечением различных изоформ кальпаинов; при развитии нейродегенеративного процесса вне зависимости от типа повреждающего действия происходит гиперактивация исключительно m-кальпаина. Ингибирование активности m-кальпаина также снижает выраженность MnCl2-индуцированного воспалительного процесса в ЦНС и нормализует обмен катехоламинов. При этом выраженность моторных и когнитивных нарушений, развивающихся у крыс в ответ на избыточное поступление MnCl2 в организм, снижается путем ингибирования активности m-кальпаина.
Сотрудниками лаборатории было показано, что под действием неблагоприятных факторов различной природы m-кальпаин высвобождается нервными окончаниями во внеклеточное пространство, где он сохраняет свою протеолитическую активность и может расщеплять ряд внеклеточных и трансмембранных белков. При подавлении активности синаптосомального m-кальпаина синтетическими ингибиторами интенсифицируются компенсаторные процессы, направленные на поддержание физиологического уровня внеклеточного дофамина, при этом дофамин стимулирует высвобождение кальпаина из нервных окончаний и обладает способностью его активировать; дефицит/избыток дофамина вызывает регион-специфические изменения активности церебральных кальпаинов у крыс.
В Лаборатории ведутся клинические исследования. В частности, при участии сотрудников Клиники «ИЭМ» было установлено, что выраженный дрожательный гиперкинез верхних конечностей в сочетании с тремором головы и поздним дебютом эссенциального тремора сопровождается немоторными симптомами: когнитивными нарушениями и депрессией, при этом выраженность когнитивных нарушений прямо коррелирует с уровнем ИЛ-6, а выраженность депрессии связана обратной зависимостью с уровнем мочевой кислоты в крови. Альтернирующий паттерн треморной активности и/или содержание ИЛ-8 в плазме крови выше 4 пг/мл являются факторами риска развития выраженного дрожательного гиперкинеза при эссенциальном треморе. По клинико-биохимическим и электрофизиологическим показателям эссенциальный тремор является неоднородным заболеванием и разделяется на три подтипа, имеющие дифференцированные характеристики. Было установлено, что развитие болезни Паркинсона и эссенциального тремора характеризуется повышением активности кальпаинов в плазме крови; при болезни Паркинсона активность кальпаинов в плазме крови возрастает при переходе от ранних к развернутым стадиям заболевания: на ранних стадиях болезни Паркинсона повышение активности кальпаинов плазмы крови определяется вкладом µ-кальпаина, а на развернутых – m-кальпаина. Таким образом, повышение активности m-кальпаина в плазме крови при болезни Паркинсона является потенциальным маркером перехода с ранних на развернутые стадии заболевания.
Сотрудники лаборатории
Муружева Замира Магомедовна
Сфера научных интересов: Нейрофизиология, нейродегенеративные заболевания, экстрапирамидные расстройства, нейровоспаление.
Пестерева Нина Сергеевна
Сфера научных интересов: синаптическая передача, внеклеточные функции внутриклеточных белков, кальпаиновая регуляция, нейродегенерация, дофаминергическая система.
Ивлева (Обламская) Ирина Сергеевна
Сфера научных интересов: марганец, марганцевая энцефалопатия, нейродегенерация, кальпаины.
Майстренко (Щукина) Виктория Александровна
Сфера научных интересов: Эндотоксин, ЛПС, дофамин, нейрон, микроглия, нейровоспаление, нейродегенерация.
Трактиров Дмитрий Сергеевич
Сфера научных интересов:
Тютюнник Татьяна Валентиновна
Сфера научных интересов: