НОВЫЕ НЕЙРОТРАНСМИТТЕРЫ И ИХ РОЛЬ В ЦЕНТРАЛЬНЫХ МЕХАНИЗМАХ РЕГУЛЯЦИИ КРОВООБРАЩЕНИЯ
Аннотация
В обзоре рассмотрены современные представления о роли газообразных посредников (оксида азота, монооксида углерода, сероводорода) в центральных механизмах регуляции гемодинамики. Обобщены результаты собственных исследований, а также данные литературы по организации «вазомоторных» ядер ромбовидного мозга, нейроны которых участвуют в обмене этих веществ.
Об авторах
В. М. Черток
Тихоокеанский государственный медицинский университет
Россия
Россия
А. Е. Коцюба
Тихоокеанский государственный медицинский университет
Россия
Россия
Список литературы
1. Герасимова Е.В., Ситдикова Г.Ф., Зефиров А.Л. Сероводород как эндогенный модулятор освобождения медиатора в нервно-мышечном синапсе лягушки // Нейрохимия. 2008. Т. 25, № 1-2. С. 138-145.
2. Дюйзен И.В., Мотавкин П.А. Нитроксидергические механизмы формирования боли // Дальневосточный мед. журнал. 2003. № 2. С. 11-16.
3. Коцюба А.Е. Активность NADPH-диафоразы и ацетил-холинэстеразы в рецепторном аппарате артерий мягкой оболочки головного мозга человека и ее изменения при артериальной гипертензии // Дальневосточный мед. журнал. 2009. № 2. С. 99-101.
4. Коцюба А.Е., Бабич Е.В., Черток В.М. Вазомоторная иннервация артерий мягкой оболочки головного мозга человека разного диаметра при артериальной гипертензии // Журн. неврол. и психиатрии. 2009. № 9. С. 56-62.
5. Коцюба А.Е., Черток В.М. Нитроксидсодержащие элементы чувствительной иннервации артерий головного мозга // Тихоокеанский мед. журнал. 2009. № 2. С. 69-72.
6. Коцюба А.Е., Черток В.М. Пространственная организация серотонинергических и нитроксидергических нейронов в некоторых ядрах бульбарного отдела сердечнососудистого центра человека // Тихоокеанский мед. журнал. 2010. № 4. С. 43-46.
7. Коцюба А.Е., Черток В.М. Иммуногистохимическое исследование Н28-позитивных нейронов в некоторых структурах мозга человека при артериальной гипертензии // Журн. неврол. и психиатрии. 2012. № 1. С. 54-59.
8. Лебедев В.П. Бульбоспинальный уровень нервной регуляции сосудов. В кн.: Физиология кровообращения. Регуляция кровообращения. Л.: Наука, 1986. С. 230-267.
9. Порсева В.В., Шилкин В.В. NADPH-диафоразопозитивные структуры спинного мозга и спинномозговых узлов // Морфология. 2010. Т. 137, № 2. С. 13-17.
10. Салей А.П., Рецкий М.И. Роль оксида азота в формировании мотивационного поведения и обучения // Вестник ВГУ Серия: химия, биология, фармакология. 2003. № 1. С. 75-80.
11. Скворцова В.И., Боцина А.Ю., Кольцова К.В. и др. Артериальная гипертония и головной мозг // Журн. неврол. и психиатрии. 2006. № 10. С. 68-78.
12. Хаютин В.М. Традиционные и новые представления о вазомоторном центре // Физиол. журн. СССР. 1982. Т. 68, № 8. С. 1032-1040.
13. Цырлин В.А. Бульбарный вазомоторный центр - морфофункциональная и нейрохимическая организация // Артериальная гипертензия. 2003. Т. 9, №3. С. 77-81.
14. Черток В.М., Коцюба А.Е. NO-позитивные нейроны в некоторых ядрах бульбарного вазомоторного центра человека при артериальной гипертензии // Бюл. экспер. биол. 2009. Т. 147, № 5. С. 571-575.
15. Черток В.М., Коцюба А.Е. Возрастные особенности вазомоторной регуляции артерий мягкой оболочки мозга у крыс // Бюл. экспер. биол. 2010. Т. 149, № 3. С. 340-344.
16. Черток В.М., Коцюба А.Е. Оксид азота в механизмах афферентной иннервации артерий головного мозга // Цитология. 2010. Т. 52, № 1. С. 24-29.
17. Черток В.М., Коцюба А.Е. Изменение нейронов в ядрах продолговатого мозга при хроническом подавлении активности NO-синтазы // Бюл. экспер. биол. 2011. Т. 151, № 1. С. 116-120.
18. Черток В.М., Коцюба А.Е. Эндотелиальный (интимальный) механизм регуляции мозговой гемодинамики: трансформация взглядов // Тихоокеанский мед. журнал. 2012. № 2. С. 17-26.
19. Черток В.М., Коцюба А.Е. Иммуноцитохимическая характеристика Н28-позитивных нейронов в ядрах бульбарного отдела сердечнососудистого центра при артериальной гипертензии // Вестник РАМН. 2012. № 4. С. 50-54.
20. Черток В.М., Коцюба А.Е. Характеристика H2S-позитивных нейронов в ядрах бульбарного отдела сердечнососудистого центра при развитии вазоренальной гипертензии // Бюл. экспер. биол. 2012. № 7. C. 116-119.
21. Черток В.М., Коцюба А.Е. Особенности распределения гемооксигеназы-2 в нейронах сосудодвигательного центра человека при артериальной гипертензии // Журн. неврол. и психиатрии. 2013. № 2. C. 44-48.
22. Черток В.М., Коцюба А.Е. Структурная организация бульбарного отдела сердечно-сосудистого центра. Владивосток: Медицина ДВ, 2013. 164 с.
23. Черток В.М., Коцюба А.Е., Беспалова Е.П. Роль оксида азота в реакции артериальных сосудов на лазерное облучение // Бюл. экспер. биол. 2008. Т. 145, № 6. C. 699-703.
24. Черток В.М., Коцюба А.Е., Бабич Е.В. Эфферентная иннервация артерий мягкой оболочки мозга человека при артериальной гипертензии // Морфология. 2009. Т. 135, № 3. C. 35-41.
25. Черток В.М., Коцюба А.Е., Бабич Е.В. Ультраструктура интимы артерий мягкой мозговой оболочки человека при артериальной гипертензии // Морфология. 2009. № 5. C. 50-54.
26. Черток В.М., Коцюба А.Е., Коцюба Е.П. Гемоксигеназа-2 в нейронах головного и спинного мозга человека // Вестник РАМН. 2012. № 6. C. 36-41.
27. Шляхто Е.В., Конради А.О. Причины и последствия активации симпатической нервной системы при артериальной гипертензии // Артериальная гипертензия. 2003. Т. 9, № 3. C. 1-20.
28. Abe K., Kimura H. The possible role of hydrogen sulfide as an endogenous neuromodulator // J. Neurosci. 1996. Vol. 16. Р. 1066-1071.
29. Abudara V., Ferna A., Chase M.H., Morales F. Nitric Oxide as an Anterograde Neurotransmitter in the Trigeminal Motor Pool // J. Neurophysiol. 2002. Vol. 88. Р. 497-506.
30. Andresen J.J., Shafi N.I., Durante W., Bryan R.M. Effects of carbon monoxide and heme oxygenase inhibitors in cerebral vessels of rats and mice // Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 2006. Vol. 291. Р. 223-230.
31. Alkadi K.A., Al-Hijailan R.S. Malik K. et al. Retrograde carbon monoxide is required for induction of long-term potentiation in rat superior cervical ganglion // J. Neurosci. 2001. Vol. 21, No. 10. Р. 3515-3520.
32. Anderson E.A., Sinkey C.A., Lawton W.J. Elevated sympathetic nerve activity in borderline hypertension: evidence from direct intraneural recordings // Hypertension. 1989. Vol. 14. P. 177-183.
33. Atkinsona L., Battenb T.F., Corbettb E.K. et al. Subcellular localization of neuronal nitric oxide synthase in the rat nucleus of the solitary tract in relation to vagal afferent inputs // Neuroscience. 2003. Vol. 118, No. 1. P. 115-122.
34. Boehning D., Snyder S.H. Novel neural modulators // Annu. Rev. Neurosci. 2003. No. 6. Р. 105-131.
35. Böhlen T.T., Halbach О., Dermietzel R. Neurotransmitters and Neuromodulators: Handbook of Receptors and Biological Effects. Germany: WILEYVCH Verlag. GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2006. 386 p.
36. Brüning G., Katzbach R., Mayer B. Histochemical and immunocytochemical localization of nitric oxide synthase in the central nervous system of the goldfish, carassiusauratus // J. Comp Neurol. 1995. Vol. 358, No. 3. Р. 353-82.
37. Catalano C., Rastelli S. Blood pressure control: hydrogen sulfide, a new gasotransmitter, takes stage // Nephrology Dialysis Transplantation. 2009. Vol. 24, No. 5. Р. 1394-1396.
38. Chamba G., Fety R., Astier B. et al. Adrenaline and noradrenaline neurons in rat lower brain stem: anatomical and pharmacological neurochemistry // Clin. and Exper. Hyper. - Theory and Practice. 1984. A6. Р. 259-271.
39. Chen X., Jhee K.H., Kruger W.D. Production of the neuromodulator H2S by cystathionine beta-synthase via the condensation of cysteine and homocysteine // J. Biol. Chem. 2004. Vol. 279. P. 52082-52086.
40. Chertok, V.M., Kotsyuba A.E., Babich E.V. Nitroxidergic Neurons in Nuclei of Rat and Human Medulla Oblongata // Cell and Tissue Biol. 2009. Vol. 3, No. 4, P.335-339
41. Chertok V.M., Kotsyuba A.E., Kotsyuba.ЕР Cystathionine β-Synthase in Structural Elements of Human Brain and Spinal Cord // Cell and Tissue Biol. 2011. Vol. 5, No. 6. P. 573-579.
42. Chertok, V.M., Kotsyuba A.E., Kotsyuba E.P. Serotoninergic and Nitroxidergic Neurons in the Nuclei of the Medulla Oblongata in the Rat // Neuroscience and behavioral physiology. 2012. Vol. 42, No. 5. P. 526-531.
43. Dawson T.M., Bredt D.S., Fotuhi M. et al. Nitric oxide synthase and neuronal NADPH diaphorase are identical in brain and peripheral tissues // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991. Vol. 88. Р. 7797-7801.
44. De Jong W., Nijkamp F.P. Centrally induced hypotension and bradycardia after administration of a-methylnoradrenaline info the area of the nucleus tractus solitarii of the rat // B. J. Pharmacol. 1976. Vol. 58. P. 593-598.
45. Dickenson A.H. Where and How Do Opioids Act? // Proceed.of the 7th World Congress on Pain. Seattle, 1994. P. 525-552.
46. Eshima K., Hirooka Y., Shigematsu H., et al. Angiotensin in the nucleus tractus solitarii contributes to neurogenic hypertension caused by chronic nitric oxide synthase inhibition // Hypertension. 2000. Vol. 36, No. 1. Р. 259-263.
47. Esplugues J.V. NO as a signalling molecule in the nervous system // British J. Pharm. 2002. Vol. 135, No. 5. Р. 1079-1095.
48. Eto K., Ogasawara M., Umemura K. et al. Hydrogen sulfide is produced in response to neuronal excitation // J. Neurosci. 2002. Vol. 22. Р. 3386-3391.
49. Gadalla M.M., Snayder S.H. Hydrogen sulfide as a gasotransmitter // J. Neurochem. 2010. Vol. 113. Р. 14-26.
50. Garcia-Bereguiain M.A., Samhan-Arias A.K., Martin-Romero F.J., Gutierrez-Merino C. Hydrogen sulfide raises cytosolic calcium in neurons through activation of L-type Ca2+ channels // Antioxid. Redox. Signal. 2008. Vol. 10, No. 1. P. 31-42.
51. Giraldez-Perez R.M., Gaytan S.P., Ruano D. et al. Distribution of NADPH-diaphorase and nitric oxide synthase reactivity in the central nervous system of the goldfish (Carassiusauratus) // J. Chem. Neuroanat. 2008. Vol. 35, No. 1. Р. 12-32.
52. Hartsfield C.L. Cross talk between carbon monoxide and nitric oxide // Antioxid. Redox. Signal. 2002. No. 4. Р. 301-307.
53. Hope B.T., Michael G.J., Knigge K.M., Vincent S.R. Neuronal NADPH diaphorase is a nitric oxide synthase // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991. Vol. 88. Р. 2811-2814.
54. Hope B.T., Vincent S.R. Histochemical characterization of neuronal NADPH-diaphorase // J. Neurochem. Cytochem. 1989. Vol. 37. Р. 653-661.
55. Huang C.-C., Chan S.H.H., Hsu K.-S. cGMP/Protein kinase G-dependent potentiation of glutamatergic transmission induced by nitric oxide in immature rat rostral ventrolateral medulla neurons in vitro // Molecular Pharmacol. 2003. Vol. 64. Р. 521-532.
56. Huang C.-C., Chan S.H.H., Hsu K.-S. 3-Morpholinylsydnonimine Inhibits Glutamatergic Transmission in Rat Rostral Ventrolateral Medulla via Peroxynitrite Formation and Adenosine Release // Molecular Pharmacol. 2004. Vol. 66. Р. 492-501.
57. Huynh P., Boyd S.K. Nitric oxide synthase and NADPH diaphorase distribution in the bullfrog (ranacatesbeiana) CNS: pathways and functional implications // Brain Behav. Evol. 2007. Vol. 70. Р. 145-163.
58. Ingi T., Chiang G., Ronnett G.V. The regulaton of heme turnover and carbon monoxide biosynthesis in cultured primary rat olfactory receptor neurons // J. Neurosci. 1996. Vol. 16, No. 18. Р. 5621-5628.
59. Ishikawa M., Kajimura M., Adachi T., Maruyama K. Carbon monoxide from heme oxygenase-2 is a tonic regulator against NO-dependent vasodilatation in the adult rat cerebral microcirculation // Circ Res. 2005. Vol. 97. Р. 104-119.
60. Jones W., Durante W., Korthuis R.J. Heme Oxygenase-1 deficiency leads to alteration of soluble guanylate cyclase redox regulation // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2010. Vol. 335, No. 1. Р. 85-91.
61. Kamoun P. Endogenous production of hydrogen sulfide in mammals // Amino Acid. 2004. Vol. 26. Р. 243-254.
62. Kerchner G.A., Nicoll R.A. Silent synapses and the emergence of a postsynaptic mechanism for LTP // Nat. Rev. Neurosci. 2008. Vol. 9, No. 11. Р. 813-825.
63. Kimura Y., Hirooka Y., Sagara Y. et al. Overexpression of inducible nitric oxide synthase in rostral ventrolateral medulla causes hypertension and sympathoexcitation via an increase in oxidative stress // Circulation research. 2005. Vol. 96. Р. 252-260.
64. Kimura H. Hydrogen sulfide induces cyclic AMP and modulates the NMDA receptor // Biochem. Biophys. Res Commun. 2000. Vol. 267. P. 129-133.
65. Kishi T., Hirooka Y., Kimura Y. et al. Over expression of eNOS in RVLM improves impaired baroreflex control of heart rate in SHRSP // Hypertension. 2003. Vol. 41. P. 255-260.
66. Kotsyuba A.E., Kotsyuba E.P., Chertok V.M. Nitroxidergic nerve fibers of intracerebral vessels // Neuroscience and behavioral physiology. 2010. Vol. 40, No. 4. P. 451-455.
67. Kotsyuba A.E., Chertok V.M., Kotsyuba E.P. Comparative Characteristics of Serotoninergic Neurons in Some Nuclei of Rat Medulla // Cell and Tissue Biology. 2011. Vol. 5, No. 4, Р. 503-510.
68. Lee J.H., Price R.H., Williams E.G. et al. Nitric oxide synthase is found in some spinothalamic neurons and neuronal processes that appose spinal neurons that express Fos induced by noxious stimulation // Brain Res. 1993. Vol. 608, No. 2. Р. 324-333.
69. Li L., Moore P.K. An overview of the biological significance of endogenous gases - New roles for old molecules // Biochem. Soc Trans. 2007. Vol. 35. Р. 1138-1141.
70. Li L., Hsu А., Moore P.K. Actions and interactions of nitric oxide, carbon monoxide and hydrogen sulphide in the cardiovascular system and in inflammation - a tale of three gases! // Pharmacology & Therapeutics. 2009. Vol. 123. Р. 386-400.
71. Li X., David C.J. Chronic morphine exposure and the axpression of heme oxygenase type 2 // Brain Res Mol Brain Res. 2000. Vol. 75, No. 2. Р. 179-184.
72. Linden D.R., Sha L., Mazzone A. et al. Production of the gaseous signal molecule hydrogen sulfide in mouse tissues // J. Neuro-chem. 2008. Vol. 106. Р. 1577-1585.
73. Lo W.C., Lu P.J., Ho W.Y. Cystein 184 of endothelial nitric oxide synthase is involved in heme coordination and catalytic activity // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2006. Vol. 318, No. 1. Р. 8-16.
74. Ma S.-X., Fang Q., Morgan B. et al. Cardiovascular regulation and expressions of NO synthase-tyrosine hydroxylase in nucleus tractus solitaries of ovine fetus // Am. J. Physiol. Heart Circ Physiol. 2003. Vol. 284, No. 4. Р. 1057-1063.
75. Maines M.D. The heme oxygenase system, past, present and future // Antioxidant Redox. signaling. 2004. Vol. 6, No. 5. Р. 797-801.
76. Mustafa A.K., Gadalla M.M., Snyder S.H. Signaling by Gasotransmitters // Sci. Signal. 2009. Vol. 68, No. 2. Р. 1-8.
77. Nagai Y., Tsugane M., Oka J., Kimura H. Hydrogen sulfide induces calcium waves in astrocytes // FASEB J. 2004. Vol. 18. Р. 557-559.
78. Olson K.R. Hydrogen sulfide and oxygen sensing: implications in cardiorespiratory control // J. of Experimental Biology. 2008. Vol. 211. Р. 2727-2734.
79. Olson K.R., Donald J.A. Nervous control of circulation - The role of gasotransmitters, NO, CO, and H2S // Acta Histochemica. 2009. Vol. 111, No. 3, Р. 244-256.
80. Patel K.P., Li Y.-F., Hirooka Y. Role of nitric oxide in central sympathetic outflow // Experimental Biology and Medicine. 2001. Vol. 226. Р. 814-824.
81. Perry S.F., McNeill B., Elia E. et al. Hydrogen sulfide stimulates catecholamine secretion in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) // Am. J. Physiol. Regulatory Integrative Comp. Physiol. 2009. Vol. 296, No. 1. Р. 133-140.
82. Reiffenstein R.J., Hulbert W.C., Roth S.H. Toxicology of hydrogen sulfide // Fnnu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1992. Vol. 32. Р. 109-134.
83. Robert K. Vialard F., Thiery E. et al. Expression of the Cystationin β-syntase (CBS) gene during mouse development and immunolocalization in adult brain // J. Histochemistry & Cytochemistry. 2003. Vol. 51, No. 3. Р. 363-371.
84. Roth S.H., Skrajny B., Reiffenstein R.J. Alteration of the morphology and neurochemistry of the developing mammalian nervous system by hydrogen sulfide // Clin. Exp Pharmacol. Physiol. 1995. Vol. 22. Р. 379-380.
85. Rusakov D.A., Kullmann D.M. Extrasynaptic glutamate diffusion in the hippocampus: ultrastructural constraints, uptake, and receptor activation // J. Neurosci. 1998. Vol. 18, No. 9. P. 3158-3170.
86. Samhan-Arias A.K., Garcia-Bereguiain M.A., Gutierrez-Merino C. Hydrogen sulfide is a reversible inhibitor of the NADH-oxidase activity of synaptic plasma membranes // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009. Vol. 388, No. 4. P. 718-722.
87. Szabo C. Hydrogen sulphide and its therapeutic potential // Nature Reviews. 2007. Vol. 6. Р. 917-935.
88. Tan B.H., Wong P.T.-H., Bian J-S. Hydrogen sulfide: a novel signaling molecule in the central nervous system // Neurochem. Int. 2010. Vol. 56. Р. 3-10.
89. Thomas E., Pearse A.G.E. The solitary active cells: histochemical demonstration of damage-resistant nerve cells with TPN-diaphorase reaction // Acta Neuropathologica. 1964. Vol. 3. Р. 238-249.
90. Toda N., Okamura T. The pharmacology of nitric oxide in the peripheral nervous system of blood vessels // Pharmacol. Rev. 2003. Vol. 55. P. 271-324.
91. Traub R.J., Solodkin A., Meller S.T., Gebhart G.F. Spinal cord NADPH-diaphorase histochemical staining but not nitric oxide synthase immunoreactivity increases following carrageen in produced hind paw in ammation in the rat // Brain Res. 1994. Vol. 668. Р. 204-210.
92. Viljoen M., Panzer A. The central noradrenergic system: an overview // African Journal of Psychiatry. 2007. No. 10. Р. 135-141.
93. Wang R. Two’s company, three’s a crowd: can H2S be the third endogenous gaseous transmitter? // FASEB J. 2002. Vol. 16. Р. 1792-1798.
94. Wang R. Signal transduction and the gasotransmitters. NO, CO and H2S in biology and medicine. Canada: Humana Press Saskatoon2, 2004. 377 р.
95. Warenycia M.W., Goodwin L.R., Benishin C.G. et al. Acute hydrogen sulfide poisoning: demonstration of selective uptake of sulfide by the brainstem by measurement of brain sulfide levels // Biochem. Pharmacol. 1989. Vol. 38. P. 973-981.
96. Wolf G. Nitric oxide and nitric oxide synthase: biology, pathology, localization // Histology and Histopatholjgy. 1997. Vol. 12. Р. 251-261.
Для цитирования:
Черток В.М., Коцюба А.Е. НОВЫЕ НЕЙРОТРАНСМИТТЕРЫ И ИХ РОЛЬ В ЦЕНТРАЛЬНЫХ МЕХАНИЗМАХ РЕГУЛЯЦИИ КРОВООБРАЩЕНИЯ. Тихоокеанский медицинский журнал. 2013;(4):27-38.
For citation:
Chertok V.M., Kotsyuba A.E. NEW NEUROTRANSMITTERS AND THEIR ROLE IN CENTRAL MECHANISMS OF LOCAL BLOOD FLOW REGULATION. Pacific Medical Journal. 2013;(4):27-38. (In Russ.)
Просмотров: 51
Послать статью по эл. почте 
