Ионы меди снижают токсическое действие азида натрия и липополисахарида на культивированные зернистые нейроны мозжечка

Стельмашук Е.В., Александрова О.П., Генрихс Е.Е., Верма Е., Салмина А.Б., Исаев Н.К.
Анналы клинической и экспериментальной неврологии. - 2023. - Т. 17. - №4. - C. 52-57. doi: 10.54101/ACEN.2023.4.6
Введение. Ионы меди (Cu²⁺) являются структурными элементами белков, в том числе цитохром с-оксидазы (комплекс IV) — фермента, катализирующего конечный этап переноса электронов на кислород в процессе окислительного фосфорилирования в митохондриях. Поддержание гомеостаза Cu²⁺ в головном мозге очень важно, и его нарушение в центральной нервной системе вовлечено в патогенез многих нейродегенеративных заболеваний и патологических состояний головного мозга.

Цель исследования — определить влияние нетоксических концентраций ионов меди на гибель культивированных зернистых нейронов мозжечка, вызванную липополисахаридом (ЛПС; модель воспаления in vitro) и азидом натрия (NaN3, ингибитор цитохром с-оксидазы).

Материалы и методы. ЛПС (10 мкг/мл) или NaN3 (250 мкМ) добавляли на 7–8-й день in vitro в среду культивирования клеток мозжечка крыс на 24 ч. Уровень нитритов измеряли в среде культивирования методом Грисса, оптическую плотность регистрировали при длине волны 540 нм с помощью спектрофотометра, а число живых нейронов оценивали методом подсчёта морфологически интактных клеток.

Результаты. Добавление в среду культивирования ЛПС снижало выживаемость нейронов до 15 ± 2% относительно контроля, а NaN3 — до 20 ± 3%. В присутствии Cu²⁺ (0,5–5,0 мкМ) выживаемость нейронов дозозависимо повышалась: на фоне 5 мкМ Cu²⁺ при токсическом воздействии ЛПС — до 78 ± 4%, а при действии NaN3 — до 86 ± 6%. В среде культивирования контрольных культур содержание нитритов составляло 2,0 ± 0,2 мкМ. Добавление ЛПС вызывало повышение уровня нитритов до 8,5 ± 0,5 мкМ. Ионы меди не оказывали достоверного влияния на накопление нитритов в среде культивирования.

Заключение. Показана возможность защитного действия ионов меди на нейроны при токсичности, вызванной ЛПС и NaN₃. Видимо, эта защита обусловлена взаимодействием Cu²⁺ с комплексом IV цепи переноса электронов в митохондриях, а не подавлением продукции оксида азота, не исключено также влияние Cu²⁺ на белки путей апоптоза.