Роль кинуренинов в регуляции поведения и процессов памяти у дрозофилы

• Main Authors: Александр Владимирович Журавлев, Екатерина Александровна Никитина, Елена Владимировна Савватеева-Попова
• Format: Article
• Language: English
• Published: Herzen State Pedagogical University of Russia 2020-03-01
• Series: Интегративная физиология
• Subjects: кинуренины; дрозофила; 3-гидроксикинуренин; кинуреновая кислота; память
• Online Access: https://intphysiology.ru/index.php/main/article/view/1

Метаболиты кинуренинового пути обмена триптофана (КПОТ), или кинуренины, обладают рядом нейроактивных свойств. Нарушения КПОТ наблюдаются при различных заболеваниях нервной системы, таких как болезни Хантингтона, Паркинсона и Альцгеймера, старческое слабоумие, шизофрения, депрессивные состояния и др. Известны два основных механизма воздействия кинуренинов на процессы в нервных клетках — модуляция активности клеточных рецепторов и модуляция окислительно-восстановительного потенциала. Так, кинуреновая кислота (KYNA) является неспецифическим антагонистом ионотропных рецепторов глутамата и ингибитором эксайтотоксических процессов. 3-гидроксикинуренин (3НОК) ингибирует перекисное окисление липидов, но в высокой концентрации вследствие окислительной аутодимеризации вызывает гиперпродукцию пероксида водорода, что приводит к гибели нервных клеток. Молекулярные механизмы нейроактивности кинуренинов удобно исследовать на простых модельных объектах, таких как пчела и дрозофила, мутации генов КПОТ у которых они специфически влияют на содержание кинуренинов. Удобство использования мутантов дрозофилы для изучения нейротропных свойств кинуренинов определяется рядом обстоятельств: 1) отсутствие пути синтеза NAD+ из 3HOK у насекомых и, следовательно, влияния дефектов КПОТ на энергетический метаболизм; 2) отсутствие у насекомых ряда метаболитов КПОТ, таких как хинолиновая кислота, потенциирующая нейротоксические свойства 3НОК; 3) высокий уровень 3НОК в организме в силу необходимости синтезировать в большом количестве пигмент ксантомматин; 4) методическая простота проведения генетических, физиологических и молекулярно-биологических исследований. Накопление 3НОК у мутанта cardinal (сd) дрозофилы вызывает нарушение брачной песни самца и развитие синаптической патологии на поздних сроках жизни имаго. Кроме того, у cd наблюдается возраст-зависимое нарушение среднесрочной памяти в парадигме условно-рефлекторного подавления ухаживания. Вышеуказанное позволяет рассматривать сd как модель сенильной деменции у человека. Напротив, у мутанта cinnabar (cn) с накоплением KYNA отмечено позитивное влияние данного нейропротектора на память и звукопродукцию. В целом продукты КПОТ оказывают активирующее действие на ЦНС и поведенческие процессы.