НАРУШЕНИЯ ГОРМОНАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗНОЙ СИСТЕМЫ В МОЗГЕ КРЫС С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ И ИХ КОРРЕКЦИЯ С ПОМОЩЬЮ ИНТРАНАЗАЛЬНО ВВОДИМЫХ ИНСУЛИНА И СЕРОТОНИНА тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, кандидат наук Сухов Иван Борисович

• Сухов Иван Борисович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Сухов Иван Борисович

ВВЕДЕНИЕ................................................................................. 7-15

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ................................................... 16-58

1.1. САХАРНЫЙ ДИАБЕТ И ЕГО СВЯЗЬ С НАРУШЕНИЯМИ ФУНКЦИЙ ЦНС........................................................................ 17

1.2. ИНСУЛИНОВАЯ СИГНАЛЬНАЯ СИСТЕМА МОЗГА В НОРМЕ

И ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ..................................................... 18

1.2.1. Инсулин и инсулиновые рецепторы в мозге................................. 18

1.2.2. Инсулиновая сигнальная система в ЦНС....................................... 21

1.2.3. Функции инсулина в ЦНС........................................................ 24

1.2.4. Дисфункции в инсулиновой сигнальной системе мозга при сахарном диабете и их роль в развитии метаболических и когнитивных расстройств................................................................................. 27

1.2.5. Подходы, направленные на восстановление инсулиновой системы мозга........................................................................................ 30

1.3. СЕРОТОНИНОВАЯ СИГНАЛЬНАЯ СИСТЕМА МОЗГА В НОРМЕ И ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ....................................... 34

1.3.1. Структурно-функциональная организация серотониновой сигнальной системы и распространенность серотониновых рецепторов в ЦНС........... 35

1.3.2. Нарушения в серотониновой системе мозга при диабетической патологии и пути для их коррекции................................................... 38

1.3.3. Подходы, направленные на восстановление серотониновой системы мозга.......................................................................................... 42

1.4. ДОФАМИНОВАЯ СИГНАЛЬНАЯ СИСТЕМА МОЗГА В НОРМЕ

И ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ.................................................... 43

1.4.1. Структурно-функциональная организация дофаминовой сигнальной системы..................................................................................... 44

1.4.2. Дисфункции дофаминовой системы мозга при сахарном диабете и метаболическом синдроме............................................................... 47

1.4.3. Роль дофаминовой системы мозга в контроле пищевого поведения ... 48

1.5. МЕЛАНОКОРТИНОВАЯ СИГНАЛЬНАЯ СИСТЕМА МОЗГА В

ЭТИОЛОГИИ И ПАТОГЕНЕЗЕ САХАРНОГО ДИАБЕТА..................................50

1.5.1. Структурно-функциональная организация меланокортиновой сигнальной системы..........................................................................................................................................51

1.5.2. Нарушения в меланокортиновой сигнальной системе гипоталамуса и их роль в развитии метаболического синдрома и предиабетических состояний......................................................................................................................................................................53

1.5.3. Взаимосвязь между меланокортиновой и другими сигнальными

системами гипоталамуса..................................................................................................................................56

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ..........................................................................................59-74

2.1. Экспериментальные животные..................................................................................................59

2.2. Химические реактивы..........................................................................................................................59

2.3. Экспериментальные модели диабета....................................................................................60

2.3.1. Модель острого сахарного диабета 1-го типа................................................................60

2.3.2. Модель мягкого пролонгированного сахарного диабета 1-го типа............60

2.3.3. Модель неонатального сахарного диабета 2-го типа................................................61

2.3.4. Модель метаболического СД2, вызванного высокожировой диетой..................................................................................................................................................................................62

2.4. Биохимические показатели развития диабета............................................................62

2.4.1. Определение содержания глюкозы в крови и моче....................................................62

2.4.2. Тест на толерантность к глюкозе и инсулину..................................................................63

2.4.3. Характеристика липидного статуса........................................................................................63

2.4.4. Определение содержания инсулина в сыворотке крови крыс..........................63

2.5. Водный тест Морриса..........................................................................................................................64

2.6. Количественная полимеразная цепная реакция в реальном времени, совмещенная с обратной транскрипцией..........................................................65

2.6.1. Выделение тотальной РНК..............................................................................................................65

2.6.2. Обратная транскрипция, совмещенная с полимеразной цепной реакцией........................................................................................................................................................................66

2.6.3. Полимеразная цепная реакция с детекцией в реальном времени

(qPCR)........................................................................................ 66

2.6.4. Анализ данных полимеразной цепной реакции с детекцией в реальном времени (qPCR)............................................................... 67

2.7. Выделение фракций частично очищенных плазматических мембран из тканей мозга или из тканей гипоталамуса...................... 68

2.8. Определение активности аденилатциклазы................................. 68

2.9. Определение ГТФ-связывания G-белков.................................... 69

2.10. Иммуноблоттинг.................................................................. 70

2.11. Определение специфического связывания инсулина с клеточными мембранами мозга и печени......................................... 72

2.12. Статистическая обработка полученных результатов.................. 73

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ.............................................................. 75-131

3.1. Функциональные нарушения в ЦНС у самцов крыс с острым сахарным диабетом 1-го типа......................................................... 75

3.1.1. Характеристика стрептозотоциновой модели острого сахарного диабета 1-го типа у самцов крыс........................................................ 75

3.1.2. Характеристика инсулиновой системы в мозге крыс с острым сахарным диабетом 1-го типа.......................................................... 76

3.1.3. Функциональная активность аденилатциклазной системы в мозге крыс с острым сахарным диабетом 1-го типа......................................... 79

3.2. Функциональные нарушения в ЦНС у самцов крыс с пролонгированным мягким сахарным диабетом 1-го типа и влияние

на них интраназально вводимого инсулина..................................... 82

3.2.1. Характеристика стрептозотоциновой модели пролонгированного мягкого сахарного диабета 1 -го типа у самцов крыс и ее обработка интраназально вводимым инсулином................................................. 82

3.2.2. Функциональная активность аденилатциклазной системы в мозге крыс с пролонгированным мягким сахарным диабетом 1 -го типа и влияние

на нее длительной обработки интраназально вводимым инсулином.......... 84

3.2.3. Влияние обработки интраназально вводимым инсулином крыс с

мягким сахарным диабетом 1 -го типа на негативную регуляцию аденилатциклазы агонистами дофаминовых и серотониновых рецепторов в

гипоталамусе............................................................................... 89

3.2.4. Пространственная память и способность к обучению у крыс с

пролонгированным мягким сахарным диабетом 1-го типа...................... 92

3.3. Метаболические параметры и функциональная активность сигнальных систем у самцов крыс с неонатальной моделью сахарного диабета 2-го типа и влияние обработки интраназально вводимыми инсулином и серотонином............................................................. 95

3.3.1. Метаболические показатели у самцов крыс с неонатальной моделью СД2 и влияние на них обработки интраназальным инсулином и серотонином................................................................................ 95

3.3.2. Изучение инсулиновой сигнальной системы в печени самцов крыс с неонатальной моделью СД2 и влияние на нее обработки животных интраназальным инсулином и серотонином........................................ 100

3.3.3. Влияние интраназально вводимого инсулина на функциональную активность чувствительной к гормонам и нейромедиаторам аденилатциклазной сигнальной системы в гипоталамусе самцов крыс с неонатальным СД2....................................................................... 104

3.3.4. Влияние интраназально вводимого серотонина на функциональную активность чувствительной к гормонам и нейромедиаторам аденилатциклазной сигнальной системы в гипоталамусе самцов крыс с неонатальным СД2....................................................................... 108

3.4 Влияние интраназального инсулина и серотонина на когнитивные функции крыс с неонатальной моделью сахарного диабета 2-го типа ... 113

3.4.1. Метаболические показатели у самок крыс с неонатальной моделью

СД2 и влияние на них обработки интраназальным инсулином и

серотонином............................................................................... 113

3.4.2. Специфическое связывание инсулина с мембранами мозга и печени самок крыс с неонатальной моделью сахарного диабета 2-го типа............ 117

3.4.3. Влияние обработки самок крыс с неонатальной моделью сахарного диабета 2-го типа интраназально вводимыми инсулином и серотонином на

их пространственную память и способность к обучению..............................................120

3.5. Метаболические и гормональные нарушения у самцов крыс с сахарным диабетом 2-го типа, вызванным высокожировой диетой и низкими дозами стрептозотоцина, и влияние обработки интраназально

вводимым серотонином................................................................................................................................124

3.5.1. Метаболические изменения у крыс с высокожировой моделью СД2 и влияние обработки интраназально вводимым серотонином..........................................125

3.5.2. Нарушение регуляции АЦ в гипоталамусе крыс с высокожировой

моделью СД2 и влияние обработки интраназальным серотонином........................129

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ..........................................................................132-148

4.1. Нарушения в гормональных сигнальных системах мозга при сахарном диабете 1-го и 2-го типов................................................................................................................................132

4.2. Механизмы действия интраназально вводимого инсулина в условиях диабетической патологии и его эффекты на гормональные системы мозга, метаболические показатели и когнитивные функции..........................................................139

4.3. Механизмы действия интраназально вводимого серотонина в условиях диабетической патологии и его эффекты на гормональные системы мозга,

метаболические показатели и когнитивные функции............................................................144

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................................................................149-150

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ........................................................................................................................151

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................................................................................152-176

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Сахарный диабет (СД) является одним из самых распространенных в мире заболеваний. Он диагностирован более чем у 360 миллионов человек, из которых около 10 % страдают сахарным диабетом 1- го типа (СД1), для которого характерны острый дефицит инсулина и сильно выраженная гипергликемия, и 90 % - сахарным диабетом 2-го типа (СД2), который характеризуется инсулиновой резистентностью, умеренной гипергликемией, нарушением липидного обмена. Пациенты с длительно текущим СД имеют тяжелые осложнения со стороны сердечно-сосудистой, нервной, эндокринной, выделительной систем. Несмотря на большой прогресс, достигнутый в последние годы в изучении СД1 и СД2, этиология и патогенез этих заболеваний изучены недостаточно, что тормозит развитие новых технологий для их лечения, своевременной диагностики и профилактики. В последние годы появились свидетельства в пользу того, что важную, а порой и определяющую роль в развитии СД и его осложнений играют изменения функциональной активности сигнальных систем мозга, вовлеченных в регуляцию функций ЦНС и периферических органов и тканей, причем эти изменения могут возникать как вторично, на фоне выраженных метаболических расстройств, характерных для обоих типов СД, так и первично, являясь одними из первопричин метаболических и функциональных нарушений, которые при неблагоприятном сценарии могут перейти в метаболический синдром и СД2 [1, 2, 3, 4]. Вследствие этого, коррекция нарушений в нейромедиаторных и гормональных сигнальных системах мозга может рассматриваться как один из перспективных путей для лечения СД и его осложнений, охватывающих как ЦНС (когнитивный дефицит, диабетическая энцефалопатия), так и периферию (диабетическая кардиомиопатия, нефропатия и др.). Однако до сих пор данные о том, какие сигнальные системы мозга и в какой степени вовлечены в этиологию и патогенез СД1 и СД2 весьма немногочисленны и противоречивы. Мало изученным остается вопрос о том, какие нарушения в этих системах возникают

на ранних стадиях СД, какова их динамика и как они влияют на другие центральные сигнальные системы. Несмотря на большое число разработок, в условиях клиники практически не используются подходы для лечения СД и его осложнений, основанные на коррекции функций инсулиновой и других сигнальных систем мозга, чья активность в наибольшей степени меняется при СД1 и СД2. Вследствие этого проблема изучения роли функциональных нарушений в сигнальных системах мозга при СД1 и СД2, а также поиск эффективных путей для их коррекции, как одного из подходов для лечения диабетической патологии, в настоящее время является одной из актуальных и первоочередных задач современной молекулярной эндокринологии и биохимии.

Наибольший интерес среди сигнальных систем мозга, которые могут быть вовлечены в этиологию и патогенез СД, представляют меланокортиновая, серотониновая, дофаминовая и лептиновая сигнальные системы, поскольку известно, что патологические изменения в них ведут к нарушению пищевого поведения и периферического метаболизма, инсулиновой резистентности, дисфункциям со стороны нервной, эндокринной и сердечно-сосудистой систем. Значительное внимание приковано и к инсулиновой сигнальной системе мозга, функции которой нарушены как при СД1, вследствие системного дефицита инсулина в организме, так и при СД2, в условиях нарушения транспорта инсулина в мозг и развития центральной и периферической инсулиновой резистентности. В гипоталамусе инсулиновая система тесно взаимосвязана с меланокортиновой и лептиновой сигнальными системами, вследствие чего нарушения в ней, возникающие в условиях СД, приводят к нарушению взаимодействия инсулиновой системы с другими гипоталамическими системами, что усиливает дезинтеграцию сигнальных систем в гипоталамических нейронах и приводит к метаболическим и функциональным нарушениям на периферии. Однако взаимосвязи между центральными сигнальными системами и нарушениями в них в условиях СД1 и СД2 плохо изучены, что не позволяет выяснить динамику развития гормональных

нарушений в ЦНС и определить их роль в развитии патогенетической картины СД.

Несмотря на то, что коррекция центральных сигнальных систем с помощью фармакологических препаратов может представлять собой весьма эффективный подход для лечения СД и его осложнений, в том числе на ранних их стадиях, достижения в этой области весьма скромные. Среди препаратов, которые сейчас рекомендуют к применению для лечения СД и предупреждения его осложнений, в первую очередь диабетической кардиомиопатии, агонист дофаминовых рецепторов 2-го типа (ДА2Р) бромокриптин. Необходимо отметить, что обнаружение его антидиабетического эффекта произошло относительно случайно при лечении бромокриптином пациентов с болезнью Паркинсона, у которых также были диагностированы СД2 и метаболический синдром. Попытки создать эффективные препараты для восстановления инсулиновой системы мозга на основе ингибиторов инсулинодеградирующего фермента, разрушающего инсулин, и ингибиторов

протеинфосфотирозинфосфатазы, негативного регулятора инсулиновых сигнальных путей, пока успеха не принесли. В этой связи большие перспективы связывают с интраназальным способом введения инсулина, который прошел апробацию в условиях клиники и в настоящее время используется для лечения болезни Альцгеймера [5, 6]. Однако при СД интраназально вводимый инсулин (ИИ) практически не используется, что связано с плохой изученностью молекулярных механизмов и мишеней его действия в ЦНС. В последние 15 лет появились клинические данные о положительном влиянии селективных ингибиторов обратного захвата серотонина (СИОЗС), повышающих уровень серотонина в синаптической щели, на метаболические показатели у страдающих депрессией больных с метаболическим синдромом и СД2 [7, 8]. В то же время данные о механизмах влияния повышения уровня серотонина в ЦНС на метаболические показатели при СД отсутствуют, что не позволяет внедрять препараты, активирующие серотониновую систему мозга, в схемы лечения

диабетической патологии. На решение некоторых из этих проблем и направлено предпринятое нами исследование.

Цели и задачи исследования

Цель работы состояла в изучении функционального состояния гормональных сигнальных систем в мозге крыс с сахарным диабетом 1 -го и 2-го типов и влияния длительной обработки диабетических животных интраназально вводимыми инсулином и серотонином на активность этих систем и зависимые от них метаболические показатели.

В соответствии с этим в конкретные задачи исследования входило:

1. Провести сравнительное изучение гормональной регуляции аденилатциклазной сигнальной системы (АЦСС) в мозге крыс с краткосрочной моделью острого СД1 и с пролонгированной моделью мягкого СД1 и сопоставить возникающие нарушения с выраженностью гипергликемии и гипоинсулинемии.

2. Исследовать влияние длительной обработки крыс с мягким СД1 с помощью ИИ на функциональную активность АЦСС мозга и метаболические показатели животных.

3. Исследовать метаболические показатели и функциональную активность гормоночувствительной АЦСС в гипоталамусе и инсулиновой сигнальной системы в печени крыс с неонатальной моделью СД2 и влияние на них длительной обработки ИИ и ИС.

4. Изучить метаболические показатели и функциональную активность АЦСС в гипоталамусе крыс с метаболической моделью СД2, вызванной высокожировой диетой и низкими дозами стрептозотоцина, а также влияние на животных длительной обработки ИС.

5. Исследовать пространственную память и способность к обучению у крыс с мягким СД1 и неонатальным СД2, и влияние на них длительной обработки ИИ и ИС.

Основные положения, выносимые на защиту

1. В мозге крыс с экспериментальными моделями СД1 и СД2 меняется функциональная активность чувствительной к серотонину, дофамину и меланокортиновым пептидам АЦСС, вовлеченной в регуляцию энергетического обмена и инсулиновой чувствительности.

2. Длительная обработка крыс с СД1 и СД2 с помощью ИИ вызывает частичное восстановление активности серотониновой, дофаминовой и меланокортиновой систем мозга и функционального взаимодействия между ними.

3. У крыс с СД1 и СД2 при длительной обработке ИИ улучшаются метаболические показатели и, в случае неонатального СД2, повышается чувствительность тканей к инсулину.

4. Длительная обработка крыс с СД2 с помощью ИС приводит к восстановлению активности сигнальных систем гипоталамуса и зависимых от них метаболических показателей.

5. Длительная обработка крыс с СД1 и СД2 с помощью ИИ и ИС улучшает показатели пространственной памяти и способность к обучению, сниженные в условиях диабетической патологии.

Научная новизна

Впервые показано, что в мозге крыс с различными моделями СД1 нарушена функциональная активность чувствительной к гормонам АЦ, причем в наибольшей степени ослаблены ингибирующие АЦ каскады, реализуемые через Отбелки, что указывает на снижение функций этого трансдукторного компонента АЦ системы. Показано, что в гипоталамусе крыс с мягким СД1 наблюдается снижение экспрессии О^сопряженных серотониновых рецепторов 1В-подтипа и ДА2Р и ослабление опосредуемого ими ингибирующего дофаминового и серотонинового сигналов, причем обработка диабетических крыс интраназально вводимым инсулином приводило к частичному восстановлению этих сигнальных каскадов. Впервые показано, что у диабетических крыс, которых длительное время обрабатывали интраназальным

инсулином, отмечается снижение уровня глюкозы при сохранении относительной гипоинсулинемии, что указывает на повышение чувствительности тканей к инсулину в условиях активации инсулиновой системы мозга.

Впервые функциональные нарушения выявлены в чувствительной к биогенным аминам и пептидным гормонам АЦ сигнальной системе гипоталамуса у крыс с метаболической моделью СД2, вызванной высокожировой диетой и низкими дозами стрептозотоцина (СТЗ). У этих животных также отмечены нарушения толерантности к глюкозе, инсулиновая резистентность, дислипидемия. Обработка животных интраназально вводимым серотонином (ИС) приводит не только к улучшению метаболических показателей, но и частично восстанавливает регуляцию АЦ в мозге агонистами дофаминовых, меланокортиновых (МКР) и релаксиновых рецепторов.

Впервые обнаружено, что в гипоталамусе самцов крыс с неонатальной моделью СД2 ослаблены гормональные сигналы, реализуемые через ДА2Р и МКР 4-го типа (МК4Р). Обработка интраназальным серотонином восстанавливала активность гипоталамических ДА2Р- и МК4Р-сигнальных путей, повышая экспрессию ДА2Р и МК4Р, усиливала ингибирующее влияние серотонина на АЦ, меняло соотношение между сигнальными каскадами, реализуемыми через различные типы серотониновых рецепторов (СР) (08-сопряженные С^Р^-сопряженные С1Р), дофаминовых рецепторов (ДАР) (ДА1Р/ДА2Р) и меланокортиновых (МК3Р/МК4Р) рецепторов. Обработка интраназальным инсулином также улучшала гипоталамические сигнальные каскады с той лишь разницей, что соотношение ДА1Р и ДА2Р в пользу ингибирующего ДА2Р-сигнального пути менялось вследствие ослабления экспрессии и активности ДА1Р. Впервые показано, что интраназально вводимые инсулин и серотонин частично восстанавливают чувствительность к инсулину и толерантность к глюкозе у крыс с неонатальным СД2, в основе чего лежит восстановление центральной гипоталамической регуляции и зависимой от нее инсулиновой сигнальной системы в периферических тканях (печень).

Полученные данные подтверждают гипотезу о центральном генезе метаболических расстройств при СД2, и о перспективности применения регуляторов гормональных сигнальных систем для коррекции и предотвращения этих расстройств.

Впервые продемонстрирован восстанавливающий эффект длительной обработки интраназальными инсулином и серотонином на такие когнитивные функции, как пространственная память и способность к обучению, у крыс с пролонгированной моделью мягкого СД1 и неонатальной моделью СД2. Это является весомым аргументом в пользу практического применения таких активаторов центральных систем мозга, как интраназальный инсулин и серотонин, для коррекции когнитивных расстройств, типичных для СД1 и СД2.

Теоретическое и практическое значение работы

Получены доказательства в пользу важной роли нарушений в гормональных сигнальных системах мозга в этиологии и патогенезе СД2. Показано, что эти нарушения являются одними из причин метаболических дисфункций, а их восстановление с помощью интраназально вводимых инсулина и серотонина приводит к повышению инсулиновой чувствительности и нормализации углеводного и липидного обмена. Изучение нарушений в сигнальных системах мозга, регулируемых через различные типы дофаминовых (ДА1Р, ДА2Р), меланокортиновых (МК4Р, МК3Р) и серотониновых (С1Р, С467Р) рецепторов, позволило установить причинно-следственные связи между этими нарушениями и функциональными и гормональными дисфункциями, возникающими в условиях диабетической патологии. Исследование функциональных изменений в сигнальных системах гипоталамуса при обработке крыс с СД2 с помощью интраназального инсулина и серотонина позволило выявить некоторые молекулярные механизмы и мишени их действия, и связать их с эффектами такой обработки на метаболические показатели. Установлен и доказан терапевтический потенциал интраназально вводимых инсулина и серотонина на нарушенные в условиях СД1 и СД2 метаболические функции, что указывает на эффективность этих препаратов для коррекции диабетической

патологии. Установлено также, что интраназально вводимые инсулин и серотонин улучшают некоторые когнитивные функции, сниженные при СД1 и СД2, что свидетельствует о возможности их практического применения в клинике для лечения и профилактики ассоциированного с СД когнитивного дефицита и диабетической энцефалопатии.

Результаты работы могут быть использованы в курсах лекций для студентов биологических и медицинских факультетов Санкт-Петербургского и Московского государственных университетов, Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И. П. Павлова, Санкт-Петербургской государственной химико-фармацевтической академии и других вузов биологического, медицинского и фармацевтического профиля.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «НАРУШЕНИЯ ГОРМОНАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗНОЙ СИСТЕМЫ В МОЗГЕ КРЫС С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ И ИХ КОРРЕКЦИЯ С ПОМОЩЬЮ ИНТРАНАЗАЛЬНО ВВОДИМЫХ ИНСУЛИНА И СЕРОТОНИНА»

Апробация работы

Результаты исследования представлены на VIII Всероссийской конференции «Нейроэндокринология-2010» (Санкт-Петербург, 2010 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Алмазовские чтения-2011» (Санкт-Петербург, 2011 г.), V Российском симпозиуме «Белки и пептиды» (Петрозаводск, 2011 г.), XIV Международном совещании и VII Школе по эволюционной физиологии (Санкт-Петербург, 2011 г.), III Конференции Молодых ученых Института цитологии (Санкт-Петербург, 2012 г.), Пятой международной конференции по когнитивной науке (Калининград, 2012 г.), Всероссийской конференции «Братья Орбели и развитие современной науки», (Санкт-Петербург, 2012 г.), XXII съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Волгоград, 2013 г.), IX Всероссийской конференции «Нейроэндокринология - 2015» (Санкт-Петербург, 2015 г.).

По материалам диссертации опубликовано 28 печатных работ, в том числе 10 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад автора

Все экспериментальные данные, приведенные в диссертационной работе, получены лично автором или при его непосредственном участии. Автор проводил статистическую обработку полученных данных, осуществлял их

анализ и обобщение, принимал участие в подготовке публикаций по материалам работы.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследования, их обсуждения и выводов. Работа изложена на 176 страницах, включая 41 рисунок и 16 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 253 ссылки.

Благодарности. Работа выполнялась при финансовой поддержке Программы Российского Научного Фонда № 14-15-00413, Молодежного гранта РФФИ № 12-04-32034, Федеральной целевой программы министерства образования и науки РФ (соглашение № 8486), грантов Правительства Санкт-Петербурга для студентов, аспирантов, молодых ученых, молодых кандидатов наук в 2012 и 2015 годах.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. САХАРНЫЙ ДИАБЕТ И ЕГО СВЯЗЬ С НАРУШЕНИЯМИ ФУНКЦИЙ

ЦНС

В основе развития сахарного диабета 1-го типа (СД1) лежит недостаточная выработка инсулина Р-клетками поджелудочной железы, вызванная их разрушением под влиянием различных патогенных факторов (аутоиммунные заболевания, вирусные инфекции, стресс), а также нарушением процессинга синтеза инсулина и его дальнейшей секреции в кровоток. СД1 составляет не более 20% от всех случаев диабетической патологии. Основным контингентом пациентов с СД1 являются дети, подростки и взрослые люди моложе 40 лет. Диагностическими критериями СД1 являются наличие таких типичных симптомов, как выраженная гипергликемия (содержание глюкозы в крови натощак более 7.0 ммоль/л или в любое время суток более 11.1 ммоль/л), полиурия и полидипсия. Основным подходом для лечения СД1 являются инъекции инсулина. В отсутствии лечения СД1 быстро прогрессирует, что приводит к развитию кетоацидоза и диабетической комы, а также множеству тяжелых осложнений, среди которых диабетическая кардиомиопатия, нейропатия, нефропатия, ретинопатия.

Другая форма диабетической патологии - сахарный диабет 2-го типа (СД2) распространен намного шире, чем СД1, и охватывает слои населения, в основном старше 50-60 лет. Предпосылкой для его развития являются избыточная масса тела, дислипидемия и другие метаболические расстройства, которыми страдает не менее 30-40 % населения. При отсутствии адекватной терапии, эти расстройства сначала переходят в стадию предиабета, а при неблагоприятном сценарии в явный СД2 и метаболический синдром (МС). Одним из перспективных подходов для предотвращения СД2 и МС является их превентивное лечение на стадии предиабета и раннего СД2, когда нарушения, вызванные нарастающей инсулиновой резистентностью, дислипидемией, окислительным стрессом, еще обратимы.

Общепринятой является точка зрения о том, что определяющую роль в этиологии и патогенезе СД2 и МС играют инсулиновая резистентность, окислительный стресс, дислипидемия, липотоксичность. Однако в последние годы накапливается все больше свидетельств в пользу того, что важную роль здесь играют гормональные факторы [3, 9, 10]. Поскольку нарушения в гормональных сигнальных системах выявляются уже на стадии ожирения, предиабета и раннего СД2, то их коррекцию можно рассматривать как один из многообещающих путей для превентивного лечения и профилактики СД2 и МС. В полной мере это относится к гормональным сигнальным системам мозга, которые регулируются инсулином, инсулиноподобным фактором роста-1 (ИФР-1), лептином, нейропептидами и моноаминами [1, 11, 12, 13].

Причины, которые ведут к нарушению функциональной активности сигнальных систем мозга в условиях СД1, СД2 и МС, условно можно разделить на две группы. Первая группа включает метаболические дисфункции, дислипидемию, стресс эндоплазматического ретикулума, нарушение окислительно-восстановительного баланса, которые тесно взаимосвязаны с инсулиновой резистентностью и гипергликемией, в то время как вторая группа включает нарушения функций нейромедиаторных систем мозга, регулируемых моноаминами и нейропептидами, а также взаимодействия между ними. Наибольшее значение имеют функциональные изменения и нарушения, возникающие в гипоталамических нейронах, которые играют ключевую роль в интегрировании сигналов в ЦНС, обеспечивают и координируют взаимодействие между нейрональной сетью мозга и сигналами, поступающими с периферии [14]. В настоящее время правомерно говорить о центральном генезе СД2 и МС. В основе этого лежит нарушение тесных взаимосвязей между нейромедиаторными системами мозга, вследствие чего дисфункции в одной из них, по «принципу домино», приводят к запуску компенсаторных механизмов в других системах [12, 13]. Эти компенсаторные изменения могут приобретать необратимый характер и становятся триггером нарастания патологических изменений в ЦНС и на периферии. Наибольшее значение имеют

функциональные изменения в сигнальных системах мозга, регулируемых инсулином, серотонином, дофамином, пептидами меланокортинового семейства.

1.2. ИНСУЛИНОВАЯ СИГНАЛЬНАЯ СИСТЕМА МОЗГА В НОРМЕ И ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ

Традиционно первостепенное значение в развитии СД и МС отводится нарушениям в инсулиновой сигнальной системе. Не является исключением и инсулиновая сигнальная система мозга, которая вовлечена в регуляцию фундаментальных клеточных процессов в нейронах и через центральные механизмы контролирует метаболические и ростовые процессы на периферии, в том числе чувствительность периферических тканей к инсулину [12, 15, 16, 17]. Нарушения в этой системе, являющиеся причиной резистентности нейронов к инсулину, выявляются не только при СД 2-го типа, предиабетических состояниях и МС, но и играют важную роль в развитии нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезни Альцгеймера [18].

1.2.1. Инсулин и инсулиновые рецепторы в мозге

После обнаружения инсулина в мозге более 30 лет назад Хавранковой и соавторами [19] вопрос о его происхождении в ЦНС является одной из интригующих проблем нейрохимии. Здесь превалируют две точки зрения. В соответствии с первой, инсулин синтезируется на периферии Р-клетками, и уже затем поступает в мозг через высоко специализированную транспортную систему гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) [15]. Так при повышении уровня периферического инсулина сначала наблюдается повышение его концентрации в мозге, а уже позднее в цереброспинальной жидкости. Инсулинтранспортная система в различных областях мозга существенно различается, что приводит к дифференциации проницаемости инсулина для различных популяций нейронов, вследствие чего гипоталамус, продолговатый мозг, варолиев мост имеют более высокую концентрацию инсулина, а в затылочная кора и таламус - сравнительно низкую [20]. Инсулинтранспортная система существенно меняется в условиях

голодания, переедания, при ожирении и старении, у пациентов с СД 2-го типа и болезнью Альцгеймера [21, 22].

В соответствии со второй точкой зрения инсулин может синтезироваться в мозге, а его концентрация в периферическом кровотоке слабо сказывается на уровне гормона в ЦНС. Эти представления базируются на обнаружении мРНК для инсулина в гипоталамусе, гиппокампе и культурах нейронов [23]. С помощью ПЦР мРНК для инсулина была выявлена в ЦНС эмбрионов крыс и новорожденных животных, то есть еще до того, как поджелудочная железа начинает продуцировать инсулин. Поскольку мРНК для инсулина была идентифицирована в культуре нейронов из эмбрионального мозга кроликов [24], предполагается, что синтез инсулина в мозге происходит, в основном, на ранних стадиях онтогенеза, когда этот гормон необходим для регуляции нейрогенеза и нейродифференцировки.

Молекулярные механизмы, лежащие в основе продукции и секреции инсулина нейронами и Р-клетками, сходные и включают деполяризацию АТФ-чувствительных калиевых каналов [25]. Продуцирующие инсулин клетки являются электрически возбудимыми и отвечают деполяризацией и экзоцитозом на гормональные стимулы и повышение уровня глюкозы. Деполяризация синаптосом, полученных из мозга взрослых крыс, индуцирует секрецию инсулина, что указывает на накопление гормона в синаптических везикулах окончаний нейронов [26]. Обнаружено также, что синаптосомы, как и Р-клетки, секретируют инсулин в ответ на повышение уровня глюкозы [27].

Рецепторы инсулина (ИР) в мозге были открыты Хавранковой и соавторами в 1978 году [28]. В дальнейшем появились многочисленные

Трансляция, Клеточный poci. Пролиферация,

ciiHiei i.iHKOiena Клеточная ме1аболн)м дифференинровка.

н жирных кислот выживаемость и выжнвасмоси» клеючная выживаемое!ь

Рис. 1.1. Регулируемые инсулином сигнальные каскады.

IRS1/2 - инсулинрецепторные субстраты 1-го и 2-го типов; p85 и р110 ФИ-3-К - p85-регуляторная и р110-каталитическая субъединицы фосфатидилинозитол-3-киназы; PI-3,4,5-P3 - фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфат; GLUT4 - инсулин-зависимый глюкозный транспортер 4-го типа; PDK - фосфоинозитол-зависимая протеинкиназа; AKT -протеинкиназа B (AKT-киназа); PKC - протеинкиназа С; GSK3 - киназа-3 гликогенсинтетазы; FKHRL1 - транскрипционный фактор-1 семейства Forkhead; BAD - антагонист BCL2 в клеточной гибели; mTOR - серин/треониновая протеинкиназа; p70S6K - p70-рибосомальная S6-киназа; PDE3B - цАМФ-зависимая фосфодиэстераза 3B-подтипа; Shc - адапторный SH2/a-коллагеноподобный белок; GRB2 - адапторный белок-2, связанный с рецепторами ростовых факторов; SOS - обменный белок (Son of Sevenless), вызывающий ГДФ/ГТФ обмен; Ras -малый ГТФ-связывающий белок ras-семейства; Raf - Ser/Thr-специфичная протеинкиназа; MEK1/2 - киназы митогенактивируемых протеинкиназ; ERK1/2 - митогенактивируемые протеинкиназы; p70S6K - p90-рибосомальная S6-киназа; CREB - цАМФ-зависимый транскрипционный фактор; c-Fos и c-Jun - транскрипционные факторы Fos- и Jun-семейств, соответственно; Elk-1 - транскрипционный фактор, содержащий ETS (E26 transformation-specific) домен; STAT1/3 - трансдукторы сигнала и активаторы транскрипции 1-го или 3-го типов; ESR - эстрогеновый рецептор.

доказательства о присутствии ИР в ЦНС [5, 15]. Было установлено присутствие

активных ИР в гипоталамусе, гиппокампе, мозжечке, таламусе, коре головного

мозга, обонятельных луковицах, зубчатой извилине, моторной коре. По структуре и фармакологическим характеристикам нейрональные ИР (ИР-А) сходны с ИР на периферии (ИР-В). Однако между ИР-А и ИР-В имеется ряд различий. ИР-А по молекулярной массе уступает ИР-В, что связано с более легкой а-субъединицей ИР-А. Уровень гликозилирования ИР-В выше, чем для ИР-А. Избыток инсулина в периферических тканях приводит к быстрому снижению числа функционально активных ИР-В вследствие их десенситизации и даун-регуляции, в то время как повышение уровня гормона в ЦНС существенно не влияет на ИР-А, что предотвращает быстрое развитие инсулиновой резистентности. Таким образом, несмотря на то, что ИР-А и ИР-В связываются с одним и тем же гормоном, их активация в ЦНС и на периферии обеспечивает различные пути регуляции активности как самих рецепторов, так и регулируемых ими сигнальных каскадов. 1.2.2. Инсулиновая сигнальная система в ЦНС

Инсулиновые каскады в нейронах имеют значительное сходство с таковыми в периферических тканях [29]. Однако, как и в случае ИР, между ними имеются некоторые различия, связанные с различным паттерном компонентов инсулиновой системы в мозге и на периферии, а также с различиями в их микроокружении и внутриклеточной локализации. Инсулиновая система мозга тесно связана с другими сигнальными системами, мишенями широкого спектра гормонов и нейромедиаторов. Вследствие этого ее активность в ЦНС имеет свои особенности в сравнении с клетками периферических органов и тканей.

На начальном этапе сигнальной трансдукции инсулин специфично связывается с а-субъединицей ИР, что приводит к изменению конформации а-субъединицы и функционально связанной с ней в-субъединицы рецептора (рис. 1.1). В результате активируется тирозинкиназный домен, расположенный в цитоплазматической части в-субъединицы, и происходит его аутофосфорилирование по трем остаткам тирозина - Туг1146, Туг1150 и Туг1151. Фосфорилированная в-субъединица специфично взаимодействует с белками-субстратами инсулинового рецептора (ИРС), а также с другими регуляторными

и адапторными белками, содержащих фосфотирозинсвязывающие участки, что приводит к запуску внутриклеточных сигнальных каскадов и лежит в основе регуляции транскрипции зависимых от инсулина генов [30].

Наибольшее значение для передачи инсулинового сигнала имеют ИРС-белки, которых в настоящее время известно 6 изоформ. Основную роль в инсулиновом сигналинге играют ИРС-1 и ИРС-2, которые экспрессируются почти во всех типах клеток и тканей. ИРС-1 опосредует регуляторные эффекты инсулина в основном на периферии, ИРС-2 в основном ответственны за центральные эффекты инсулина. Наибольшие количества ИРС-2 обнаружены в аркуатных ядрах гипоталамуса, играют важную роль в гипоталамических эффектах инсулина, в частности, в регуляции роста и энергетического баланса организма [31, 32]. ИРС-1 и ИРС-2 представляют собой значительные по размеру белковые молекулы, в К-концевой части которых расположены плекстрингомологичный и непосредственно следующий за ним фосфотирозинсвязывающий (ФТС) домен, обеспечивающий прочность взаимодействия между фосфорилированым ИР и ИРС-белком. Вслед за ФТС-доменом следует протяженный домен, содержащий более 20 сайтов для тирозинового фосфорилирования.

В ИРС-белках также имеются сайты для фосфорилирования по остаткам серина и треонина. Их фосфорилирование с-Дип К-концевой киназой-1 ^N£1) и другими протеинкиназами приводит к ингибированию ИРС-белков и их выключению из сигнальной трансдукции, что является одной из причин инсулиновой резистентности [33, 34]. Другим негативным регулятором инсулинового сигнала является протеинтирозинфосфатаза РТР1В, которая дефосфорилирует активированный ИР и ИРС-белки по остаткам тирозина, переводя тем самым их в неактивное состояние и блокируя ответ клетки на инсулиновый сигнал [35].

Тирозиновое фосфорилирование ИРС-1 и ИРС-2 приводит к активации эффекторных белков, содержащих 8И2-домены, которые обеспечивают их связывание с фосфотирозинсодержащими сайтами ИРС-белков. Среди них

ферменты - фосфатидилинозитол-3-киназа (ФИ-3-К),

протеинфосфотирозинфосфатаза SHP2, адапторный ОКБ2-белок [30]. Результатом активации БН2-содержащих белков является запуск сигнальных каскадов, ответственных за регуляцию зависимых от инсулина транскрипционных факторов. Основной мишенью ИРС-белков является ФИ-3-К, которая состоит из регуляторной p85 и каталитической p110 субъединиц и катализирует синтез фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфата (ФИ-3,4,5-Ф3) [36]. ФИ-3,4,5-Ф3 связывается с 3-фосфатидилинозитол-зависимой протеинкиназой PDK1 и протеинкиназой B (AKT-киназой), вызывая их транслокацию к плазматической мембране, где протеинкиназа PDK1 фосфорилирует AKT-киназу по Thr308. Протеинкиназа mTORC2 и ДНК-зависимая протеинкиназа

ЛП'1

фосфорилируют AKT-киназу по Ser [37]. Фосфорилирование AKT-киназы сразу по двум сайтам приводит к полной ее активации, в результате чего она фосфорилирует значительное число эффекторных белков, которые вовлечены в регуляцию генной экспрессии, роста, метаболизма, клеточной выживаемости, что указывает на исключительно важную роль AKT-киназы в контроле жизнедеятельности клеток. Нарушение активности AKT-киназы ведет к нейродегенерации, эндокринным и метаболическим расстройствам [38, 39]. AKT-киназа опосредует транслокацию в плазматическую мембрану инсулинзависимого глюкозного транспортера GLUT4, что обеспечивает транспорт глюкозы в клетку.

Другими мишенями AKT-киназы являются протеинкиназа mTORCl, киназа-3 гликогенсинтетазы (ГСК-3), транскрипционные факторы BAD, FKHRL1 и FBP-1. Показано, что AKT-киназа ингибирует ГСК-3 и блокирует ее влияние на активность гликогенсинтетазы - ключевого фермента синтеза гликогена. Ингибирование ГСК-3 также меняет активность множества транскрипционных факторов и их регуляторов, включая факторы кБ (NF-кБ), Snail, Notch, BAD, а также forkhead-транскрипционные факторы FKHRL1 (FOX3a) и FKHR (FOXOla), что обусловливает ключевую роль каскада

ИРС/ФИ-3-К/АКТ-киназа/ГСК-3 в реализации эффектов инсулина на генную экспрессию, апоптоз и выживаемость клеток [40, 41, 42]. 1.2.3. Функции инсулина в ЦНС

Распространение ИР в различных областях мозга служит прямым свидетельством регуляторной роли инсулина в ЦНС. В последние десятилетия накоплены данные об участии инсулина мозга в регуляции потребления пищи, массы тела и массы жировой ткани, печеночного глюконеогенеза, что позволило отнести гормон к числу нейропептидов - модуляторов метаболического гомеостаза [25, 43].

Транспорт глюкозы в ЦНС. Основной эффект инсулина -гипогликемический, обусловлен стимуляцией транспорта глюкозы из кровяного русла в ткани, усилением утилизации глюкозы и синтезом гликогена. Мозг является основным потребителем глюкозы, используя 25% от её общей продукции [44]. Непосредственное влияние инсулина на транспорт и обмен глюкозы осуществляется только в структурах мозга с большим числом ИР и высоким уровнем гормона [45], тогда как в целом метаболизм глюкозы в ЦНС от инсулина не зависит. Так большая часть глюкозных транспортеров в ЦНС представлена нечувствительными к инсулину транспортерами ОШТ1, ОШТ2 и ОЬиТЗ. Инсулинозависимый транспортер ОШТ4, играющий ключевую роль в транспорте глюкозы в периферических тканях, в ЦНС представлен лишь в некоторых отделах мозга - в обонятельных луковицах, зубчатой извилине гиппокампа, гипоталамусе, мозжечке, причем в мозге ОШТ4 регулируется инсулином менее эффективно, чем на периферии [46].

Несмотря на то, что центральный инсулин сравнительно слабо влияет на гомеостаз глюкозы в ЦНС, его воздействие на гипоталамические нейроны играет важную роль в контроле периферического гомеостаза глюкозы и ее синтеза печенью [47]. Свой эффект инсулин реализует, вызывая повышение проводимости АТФ-зависимых К+-каналов в чувствительных к инсулину гипоталамических нейронах, что приводит к гиперполяризации их мембраны, усиливает ответ этих нейронов на изменение уровня глюкозы и индуцирует

сигнал, передаваемый через двигательное ядро блуждающего нерва к печени [48, 49].

Контроль энергетического баланса. В периферических тканях инсулин оказывает анаболическое действие, стимулируя накопление углеводов, жиров и белков. Инсулин в ЦНС проявляет катаболические функции. Введение инсулина непосредственно в мозг вызывает ингибирование потребления пищи, что приводит к снижению массы тела [43]. Напротив, подавление инсулинового сигнального пути в мозге имеет обратный эффект и усиливает потребление пищи [50].

Рис. 1.2. Реализация анорексигенного эффекта инсулина в ЦНС [51].

а-МСГ - а-меланоцитстимулирующий гормон (меланокортин); АПП - агути-подобный пептид; КРГ - кортикотропин-рилизинг гормон; МКГ - меланоцитконцентрирующий гормон; НПY - нейропептид Y; ПОМК - проопиомеланокортин; ТРГ - тиреотропин-рилизинг гормон; Mc4R - меланокортиновый рецептор 4-го типа; Y1R - рецептор НПУ. Сплошные стрелки — стимуляция, пунктирные стрелки — ингибирование.

Контроль энергетического баланса - сложный процесс, в регуляцию которого, помимо инсулиновой сигнальной системы мозга, вовлечены и другие центральные сигнальные системы [52]. Так, катаболические эффекты в ЦНС характерны для лептина, который имеет общие с инсулином компоненты сигнальных путей [53]. Действие инсулина и лептина опосредуется меланокортиновой сигнальной системой, поскольку в аркуатных ядрах

гипоталамуса оба этих гормона повышают экспрессию гена для про-опиомеланокортина, предшественника анорексигенного а-

меланоцитстимулирующего гормона (а-МСГ), агониста локализованных в гипоталамусе меланокортиновых рецепторов 3-го и 4-го типов (рис. 1.2). Введение антагонистов а-МСГ препятствует снижению потребления пищи, вызываемому инсулином [54].

Контроль когнитивных функций. Роль инсулина в регуляции процессов памяти и обучения стала предметом изучения параллельно с обнаружением гормона в ЦНС. Еще 40 лет назад было показано, что у крыс с поврежденным гиппокампом предварительная обработка инсулином предотвращала дефицит памяти по оценке активности «избегания» в обучающем тесте [55]. Гиппокамп и соединенные с ним лимбические структуры мозга существенны для сохранения и сознательного воспроизведения фактов и событий, т.е. для формирования декларативной памяти. Эти области мозга имеют высокую плотность ИР [56], что указывает на вовлеченность инсулиновой системы в формирование процессов памяти. Микроинъекции инсулина в CA1 область гиппокампа улучшают процессы консолидации памяти у крыс [57]. Тренинг крыс в водном лабиринте усиливает экспрессию генов ИР и ИРС-белков в CA1 области гиппокампа [62]. Полагают, что ИРС/ФИ-3-K/Akt сигнальный путь инсулина играет важную роль в улучшении нейрогенеза и повышении выживаемости нейронов и, таким образом, улучшает когнитивные функции.

Данные об улучшении когнитивных функций при активации инсулиновой системы мозга хорошо согласуются со способностью инсулина оказывать на нейроны выраженное нейротрофическое, нейропротекторное и нейромодуляторное действие [16]. Нейротрофический эффект отчетливо прослеживается в развивающемся мозге. Системное введение инсулина новорожденным крысятам приводит к повышению в мозге активности орнитин -декарбоксилазы, которая является маркером интенсивности ростовых процессов [58]. Эффекты инсулина на рост и дифференцирование нейронов, на разрастание, созревание и регенерацию аксонов реализуются с участием ИРС2-

белка [22, 59]. В основе нейропротекторного эффекта инсулина лежит его способность ингибировать апоптоз в нейрональных клетках, подавлять Р-амилоидную токсичность, снижать окислительный стресс и стресс эндоплазматического ретикулума. Нейропротекторный эффект инсулина реализуется через каскад ФИ-3-К/AKT/mTOR/киназа p70-S6K [60]. Инсулин подавляет накопление в мозге фибрилл Р-амилоидного полипептида, защищая нейрональные клетки и препятствуя развитию нейродегенеративных процессов, ассоциированных с образованием Р-амилоидных бляшек [61].

Показано, что сигнальные пути инсулина в гиппокампе и коре головного мозга играют решающую роль в контроле процессов памяти путем моделирования нейрональной активности и включения механизмов, ответственных за синаптическую пластичность и, в частности, договременную потенциацию (ДП) [62, 63].

1.2.4. Дисфункции в инсулиновой сигнальной системе мозга при сахарном диабете и их роль в развитии метаболических и когнитивных расстройств

Дисфункции в инсулиновой сигнальной системе мозга выявляются как при СД1, вследствие относительного или абсолютного дефицита инсулина, так и при СД2 и МС, вследствие развития нечувствительности тканей мозга к инсулину. В обоих случаях это влечет значительные нарушения периферического гомеостаза, заболевания сердечно-сосудистой, эндокринной и выделительной систем, а также к нарушению функций ЦНС, что выражается в развитии диабетической энцефалопатии.

Инсулиновая резистентность в мозге, которая выявляется в условиях СД2 и при нейродегенеративных заболеваниях, по этиологии, молекулярным механизмам и клиническим последствиям существенно отличается от периферической инсулиновой резистентности. Установлено, что у пациентов на протяжении длительного времени может выявляться либо центральная инсулиновая резистентность, более характерная для болезни Альцгеймера, либо периферическая инсулиновая резистентность, типичная для СД2 и МС, то есть обе эти формы резистентности развиваются и существуют независимо друг от

друга. В то же время снижение инсулиновой чувствительности в мозге достаточно быстро приводит к нарушению центральной регуляции периферического метаболизма, индуцирует дисфункции Р-клеток поджелудочной железы, что, в конечном итоге, приводит к СД2. В свою очередь, у пациентов с СД2, в условиях патологических метаболических изменений, нарушаются функции инсулиновой системы мозга, что приводит к центральной инсулиновой резистентности.

Важную роль в развитии инсулиновой резистентности в мозге играют нарушения в инсулиновых сигнальных каскадах, вызванные изменениями активности ИР, ИРС-белков, компонентов 3-фосфоинозитидного пути. У мышей, лишенных нейронального ИР-А, наблюдается гиперфагия и развивается зависимое от диеты предиабетическое состояние, для которого характерны повышение массы тела, резистентность к инсулину, незначительная гипергликемия, повышение концентрации инсулина, лептина и триглицеридов [52]. Гиперфагия и заметное повышение массы тела могут быть вызваны блокированием экспрессии гена, кодирующего ИР-А, в отдельных ядрах гипоталамуса мышей [47]. В мозге мышей, нокаутных по ИР-А, подавлено АКТ-зависимое фосфорилирование ГСК-3Р, что ведет к гиперфосфорилированию Таи-белка, пусковому механизму для нейродегенерации [52]. Имеются данные клинических исследований о снижении экспрессии и степени фосфорилирования ИР и об ослаблении инсулиновых каскадов в мозге пациентов с СД2 и болезнью Альцгеймера [64]. Все эти факты указывает на то, что рецепторный компонент инсулинового сигналинга в ЦНС подвергается серьезным изменениям при СД2, а снижение его активности является одной из причин центральной инсулиновой резистентности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сухов Иван Борисович, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. De la Monte, S. M. Insulin resistance and Alzheimer's disease / S. M. De la Monte // BMB reports. 2009. - V. 42. №8. - P. 475-481

2. Шпаков, А.О. Гормональные системы мозга и сахарный диабет 2-го типа/ А.О. Шпаков, К.В. Деркач // Спб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2015 - 252 с.

3. Shpakov, A.O. Brain signaling systems in the type 2 diabetes and metabolic syndrome: promising target to treat and prevent these diseases / A.O. Shpakov, K.V. Derkach, L.M. Berstein // Future Science Open. 2015. - 1 : doi: 10.4155/FSO.15.23.

4. Inside the Diabetic Brain: Role of Different Players Involved in Cognitive Decline / J.M. Gaspar [et al.] // ACS Chem Neurosci. 2016. - V. 7. №2. -P. 131-142.

5. Derakhshan, F. Insulin and the brain / F. Derakhshan, C. Toth // Curr. Diabetes Rev. - 2013. - V. 9 - P. 102-116.

6. Enhancement of vasoreactivity and cognition by intranasal insulin in type 2 diabetes / V. Novak [et al.] // Diabetes Care. - 2014. - V. 37. - P. 751-759.

7. Goodnick, P.J. Use of antidepressants in treatment of comorbid diabetes mellitus and depression as well as in diabetic neuropathy / P.J. Goodnick // Annu. Clin. Psychiatry. - 2001. - V.13 - P. 31-41.

8. Lustman, P.J. Depression in diabetic patients: the relationship between mood and glycemic control / P.J. Lustman, R.E. Clouse // J. Diabetes Complications. - 2005. - V.19 - P. 113-122.

9. Shpakov, A.O. The functional state of hormone-sensitive adenylyl cyclase signaling system in diabetes mellitus / A.O. Shpakov, K.V. Derkach // Journal of signal transduction - 2013. - V. 2013. - Article ID 594213, P. 16

10. Шпаков, А.О. Функционирование гормоночувствительной аденилатциклазной системы в периферических тканях при сахарном диабете / А.О. Шпаков, К.В. Деркач // Цитология. - 2014. - Т. 56. № 2. - С. 91-104.

11.Molecular connexions between dementia and diabetes / A.R. Cole [et al.] // Neurosci Biobehav Rev. - 2007. - V. 31. №7. - P. 1046-1063.

12.Hormonal signaling systems of the brain in diabetes mellitus. Neurodegenerative Diseases / A. Shpakov [et al.] (Ed.R.C.-C. Chang) // Intech Open Access Publisher, Rijeka, Croatia. - 2011. - P. 349-386. 13.Shpakov, A.O. Alterations in hormonal signaling systems in diabetes mellitus: origin, causality and specificity / A.O. Shpakov // Endocrinol. Metab. Syndrome. -2012. - V. 1. - P. e106. 14.Sahu, A. Intracellular leptin-signaling pathways in hypothalamic neurons: the emerging role of phosphatidylinositol-3 kinase-phosphodiesterase-3B-cAMP pathway / A. Sahu // Neuroendocrinology. - 2011. - V. 93. - P. 201-210. 15.Insulin in the brain: its pathophysiological implications for States related with central insulin resistance, type 2 diabetes and Alzheimer's disease / E. Blazquez [et al.] // Front. Endocrinol. (Lausanne). - 2014. - V.5 - P. 161. 16.Insulin action in brain regulates systemic metabolism and brain function / A. Kleinridders [et al.] // Diabetes. - 2014. - V.63. - P. 2232-2243.

17. Шпаков, А. О. Сигнальные системы мозга, регулируемые инсулином, ИФР-1 и лептином, в условиях предиабета и сахарного диабета 2-го типа / А. О. Шпаков // Цитология. - 2014. - Т. 56 №11. - С. 789-799.

18.Melanocortin 4 receptor signaling in dopamine 1 receptor neurons is required for procedural memory learning / H. Cui [et al.] // Physiol. Behav. - 2012. - V. 106. №2. - P. 201-210.

19.Havrankova, J. Concentrations of insulin and insulin receptors in the brain are independent of peripheral insulin levels. Studies of obese and streptozotocin-treated rodents / J. Havrankova, J. Roth, M.J. Brownstein // J. Clin. Invest. - 1979.

- V. 64. - P. 636-642.

20.Banks, W.A. Differential permeability of the blood-brain barrier to two pancreatic peptides: insulin and amylin / W.A. Banks, A.J Kastin // Peptides. - 1998. - V. 19.

- P. 883-889.

21.Banks, W.A. Insulin in the brain: there and back again / W.A. Banks, J.B. Owen, M.A. Erickson // Pharmacol. Ther. 2012. - V. 136. - P. 82-93.

22.Insulin in the brain: sources, localization and functions / R. Ghasemi [et al.] // Mol. Neurobiol. 2013. - V. 47. - P. 145-171.

23.Insulin gene expression and insulin synthesis in mammalian neuronal cells / S.U. Devaskar [et al .] // J. Biol. Chem. - 1994. - V. 269. - P. 8445-8454.

24.Immunohistochemical and in situ hybridization study of an insulin-like substance in fetal neuron cell cultures / R. Schechter [et al.] // Brain Res. - 1994. - V. 636. -P. 9-27.

25.Gerozissis, K. Brain insulin, energy and glucose homeostasis; genes, environment and metabolic pathologies / K. Gerozissis // Eur. J. Pharmacol. - 2008. - V. 585. -P. 38-49.

26.Wei, L.T. Release of immunoreactive insulin from rat brain synaptosomes under depolarizing conditions / L.T. Wei, H. Matsumoto, D.E. Rhoads // J. Neurochem. -1990. - V. 54. - P. 1661-1665.

27.Santos, M.S. Stimulation of immunoreactive insulin release by glucose in rat brain synaptosomes/ M.S. Santos, E.M. Pereira, A.P. Carvaho // Neurochem. Res. -1999. - V.24. - P. 33-36.

28.Havrankova, J. Insulin receptors are widely distributed in the central nervous system of the rat / J. Havrankova, J. Roth, M. Brownstein // Nature. - 1978. - V. 272 - P. 827-829.

29.Taniguchi, C.M. Critical nodes in signalling pathways: insights into insulin action / C.M. Taniguchi, B. Emanuelli, C.R. Kahn // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. - 2006. -V. 7. - P. 85-96.

30.Taguchi, A. Insulin-like signaling, nutrient homeostasis, and life span. / A. Taguchi, M.F. White //Annu. Rev. Physiol. - 2008. - V. 70 - P. 191-212.

31.Insulin receptor substrate 2 plays a crucial role in beta cells and the hypothalamus / N. Kubota [et al.] // J. Clin. Invest. - 2004. - V. 114. - P. 917-927.

32.Dysregulation of insulin receptor substrate 2 in beta cells and brain causes obesity and diabetes / X. Lin [et al.] // J. Clin. Invest. - 2004. - V. 114. - P. 908-916.

33.Phosphorylation of Ser307 in insulin receptor substrate-1 blocks interactions with the insulin receptor and inhibits insulin action / V. Aguirre [et al.] // J. Biol. Chem.

- 2002. - V. 277. - P. 1531-1537.

34.Phosphorylation of Ser24 in the pleckstrin homology domain of insulin receptor substrate-1 by Mouse Pelle-like kinase/interleukin-1 receptor-associated kinase: cross-talk between inflammatory signaling and insulin signaling that may contribute to insulin resistance / J.A. Kim [et al.] // J. Biol. Chem. - 2005. - V. 280. - P. 23173-23183.

35.Bakke, J. Protein-tyrosine phosphatase 1B substrates and metabolic regulation / J. Bakke, F.G. Haj // Semin. Cell. Dev. Biol. - 2015. - V. 37. - P. 58-65.

36.The emerging mechanisms of isoform-specific PI3K signaling / B. Vanhaesebroeck [et al.] // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. - 2010. - V. 11 - P. 329-341.

37.Lizcano, J.M. The insulin signalling pathway / J.M. Lizcano, D.R. Alessi // Curr. Biol. - 2002. - V. 12 - P. 236-238.

38.Hemmings, B.A. PI3K-PKB/Akt pathway / B.A. Hemmings, D.F. Restuccia // Cold Spring Harb. Perspect. Biol. - 2012. - V. 4 - a011189.

39.AKT-independent PI3-K signaling in cancer - emerging role for SGK3 / M.A. Bruhn [et al.] // Cancer Manag. Res. - 2013. - V. 5 - P. 281-292.

40.Barre B., Perkins N.D. Phosphorylation of the p52 NF-kappaB subunit. Cell Cycle.

- 2010. - V. 9 - P. 4774-4775.

41.Role of STRAP in regulating GSK3beta function and Notch3 stabilization / N.D. Kashikar // Cell Cycle. - 2011. - V. 10 - P. 1639-1654.

42.GSK-3 as potential target for therapeutic intervention in cancer / J.A. McCubrey [et al.] // Oncotarget. - 2014. - V. 5 - P. 2881-2911.

43.Porte, D. Insulin signaling in the central nervous system: a critical role in metabolic homeostasis and disease from C. elegans to humans / D. Porte, D. Baskin, M. Schwartz // Diabetes. - 2005. - V. 54. - P. 1264-1276.

44.Watson, G. Modulation of memory by insulin and glucose: neuropsychological observations in Alzheimer's disease / G. Watson, S. Craft // Eur. J. Pharmacol. -2004. - V. 490. - P. 97-113.

45.Apelt, J. Insulin-sensitive GLUT4 glucose transporters are colocalized with GLUT3-expressing cells and demonstrate a chemically distinct neuron-specific localization in rat brain / J. Apelt, G. Mehlhorn, R. Schliebs // J Neurosci Res. -1999. - V. 57. №5. - P. 693-705. 46.Immunocytochemical localization of the insulin-responsive glucose transporter 4 (Glut4) in the rat central nervous system / S. El Messari [et al.] //J. Comp. Neurol. - 1998. - V. 399 - P. 492-512.

47.Decreasing hypothalamic insulin receptors causes hyperphagia and insulin resistance in rats / S. Obici [et al.] // Nat. Neurosci. - 2002. - V. 5 - P. 566-572.

48.Hypothalamic KATP channels control hepatic glucose production / A. Pocai [et al.] // Nature. - 2005. - V. 434 - P. 1026-1031.

49.Cotero, V.E. Insulin blunts the response of glucose-excited neurons in the ventrolateral-ventromedial hypothalamic nucleus to decreased glucose / V.E. Cotero, V.H. Routh // Am J Physiol Endocrinol Metab. - 2009. - V. 296. №5. -E1101-1109.

50.Role of brain insulin receptor in control of body weight and reproduction / J.C. Brüning [et al.] // Science. - 2000. - V. 22. №289(5487). - P. 2122-2125.

51.Бондарева, В.М. Мозг и инсулин: новая роль древнего гормона / В.М. Бондарева, О.В. Чистякова // Природа. - 2008 - № 7 - C. 3-11.

52.Central insulin action regulates peripheral glucose and fat metabolism in mice / L. Koch [et al.] //. J. Clin. Invest. - 2008. - V. 118 - P. 2132-2147.

53.Insulin activation of phosphatidylinositol 3-kinase in the hypothalamic arcuate nucleus a key mediator of insulin-induced anorexia / K. Niswender [et al.] // Diabetes. - 2003. - V. 52. - P. 227-231.

54.The catabolic action of insulin in the brain is mediated by melanocortins / S. Benoit [et al.] // J. Neurosci. - 2002. - V. 22. - P. 9048-9052.

55.De Castro, J. Insulin pretreatment facilitates recovery after dorsal hippocampal lesions / J. De Castro, S. Balagura // Physiol. Behav. - 1976. - V. 16. - P. 517520.

56.Hopkins, D.F. Insulin receptors are widely distributed in human brain and bind human and porcine insulin with equal affinity / D.F. Hopkins, G. Williams // Diabet. Med. - 1997. - V. 14. - P. 1044-1050.

57.Moosavi, M. Intra CA1 insulin microinjection improves memory consolidation and retrieval / M. Moosavi, N. Naghdi, S. Choopani // Peptides. - 2007. - V. 28.№5. - P. 1029-1034.

58.Roger, L.J. Stimulation of ornithine decarboxylase activity by insulin in developing rat brain / L.J. Roger, R.E. Fellows // Endocrinology. - 1980. - V. 106

- P. 619-625.

59.Insulin receptor substrate-2 deficiency impairs brain growth and promotes tau phosphorylation / M. Schubert [et al.] // J. Neurosci. - 2003. - V. 23 - P. 70847092.

60.Phosphatidylinositol 3-kinase-mediated regulation of neuronal apoptosis and necrosis by insulin and IGF-I / B.R. Ryu [et al.] // J. Neurobiol. - 1999. - V. 39. -P. 536-546.

61.Insulin inhibits amyloid beta-induced cell death in cultured human brain pericytes /

A.A. Rensink [et al.] // Neurobiol. Aging. 2004. - V. 25. - P. 93-103. 62.Insulin and insulin receptor in experimental models of learning and memory / W. Zhao [et al.] // Eur. J. Pharmacol. - 2004. - V. 490. - P. 71-81.

63.New twist on neuronal insulin receptor signaling in health, disease, and therapeutics / A. Wada [et al.] // J. of Pharmacol. Sci. - 2005. - V. 99. №2. - P. 128-143.

64.Deficient brain insulin signalling pathway in Alzheimer's disease and diabetes / Y. Liu [et al.] //. J. Pathol. - 2011. - V. 225. - P. 54-62.

65.O'Neill, C. PI3-kinase/Akt/mTOR signaling: impaired on/off switches in aging, cognitive decline and Alzheimer's disease / C. O'Neill // Exp. Gerontol. - 2013. -V. 48. - P. 647-653.

66.Learning and hippocampal synaptic plasticity in streptozotocin-diabetic rats: interaction of diabetes and ageing / A. Kamal // Diabetologia. - 2000. - V. 43 №4.

- P. 500-506.

67.Dowling, R.J.O. Understanding the benefit of metformin use in cancer treatment / R.J.O. Dowling, P.J. Goodwin, V. Stambolic // BMC Med. - 2011. - V. 9. - P. 33.

68.Cignarelli, A. Pharmacologic agents for type 2 diabetes therapy and regulation of adipogenesis / A. Cignarelli, F. Giorgino, R. Vettor // Arch. Physiol. Biochem. -2013. - V. 119 - P. 139-150.

69.Roles of AMP-activated protein kinase in Alzheimer's disease / Cai Z. [et al.] //. Neuromolecular Med. - 2012. - V. 14. - P. 1-14.

70.Insulin as a bridge between type 2 diabetes and Alzheimer disease - How antidiabetics could be a solution for dementia / I. Sebastiao // Front. Endocrinol. (Lausanne). - 2014. - V. 5. - P. 110.

71.Neuroprotection with metformin and thymoquinone against ethanol-induced apoptotic neurodegeneration in prenatal rat cortical neurons / I. Ullah [et al.] // BMC Neurosci. - 2012. - V. 13 - P. 11.

72. Antidiabetic drug metformin (glucophage R) increases biogenesis of Alzheimer's amyloid peptides via up-regulating BACE1 transcription / Y. Chen [et al.] //. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2009. - V. 106 - P. 3907-3912.

73.Delivery of insulin-like growth factor-I to the rat brain and spinal cord along olfactory and trigeminal pathways following intranasal administration / Thorne R.G. [et al.] // Neuroscience. - 2004. - V. 127. - P. 481-496.

74.Lochhead, J.J. Intranasal delivery of biologics to the central nervous system / J.J. Lochhead, R.G. Thorne //Adv. Drug Deliv. Rev. - 2012. - V. 64. - P. 614-628.

75.Insulin and the CNS: effects on food intake, memory, and endocrine parameters and the role of intranasal insulin administration in humans / U. Stockhorst [et al.] // Physiol. Behav. - 2004. - V. 83 - P. 47-54.

76.Intranasal insulin as a treatment for Alzheimer's disease: a review of basic research and clinical evidence. / J. Freiherr [et al.] // CNS Drugs. - 2013. - V. 27. - P. 505514.

77.Intranasal insulin enhanced resting-state functional connectivity of hippocampal regions in type 2 diabetes / H. Zhang [et al.] // Diabetes. - 2015. - V. 64. - P. 1025-1034.

78.Intranasal insulin ameliorates tau hyperphosphorylation in a rat model of type 2 diabetes / Y. Yang [et al.] // J. Alzheimers Dis. - 2013. - V. 33 - P. 329-338.

79.Nasal insulin changes peripheral insulin sensitivity simultaneously with altered activity in homeostatic and reward-related human brain regions / M. Heni [et al.] // Diabetologia. - 2012. - V. 55 - P. 1773-1782.

80.The brain adenylyl cyclase signaling system and cognitive functions in rat with neonatal diabetes under the influence of intranasal serotonin / A.O. Shpakov, K.V. Derkach, O.V. Chistyakova, I.B. Sukhov, V.N. Shipilov, V.M. Bondareva // J. Metabolic Syndrome. - 2012. - V. 1. No 2. - 9 pages.

81.Effects of intranasal insulin on hepatic fat accumulation and energy metabolism in humans / Gancheva S., [et al.] // Diabetes. - 2015. - V. 64 - P. 1966-1975.

82.Rother, E. Neurocircuits integrating hormone and nutrient signaling in control of glucose metabolism / E. Rother, A.C. Konner, J.C. Bruning // Am. J. Physiol. -2008. - V. 294 - P. 810-816.

83.Designed inhibitors of insulin-degrading enzyme regulate the catabolism and activity of insulin / M.A. Leissring [et al.] // PLoS One. - 2010. - V. 5 - e10504.

84.Anti-diabetic activity of insulin-degrading enzyme inhibitors mediated by multiple hormones / J.P. Maianti [et al.] // Nature. - 2014. - V. 511 - P. 94-98.

85.Panzhinskiy, E. Pharmacological inhibition of protein tyrosine phosphatase 1B: a promising strategy for the treatment of obesity and type 2 diabetes mellitus / E. Panzhinskiy, J. Ren, S. Nair // Curr. Med. Chem. - 2013. - V. 20. - P. 609-2625.

86.Multiplicity of mechanisms of serotonin receptor signal transduction / J.R. Raymond [et al.] // Pharmacol. Ther. - 2001. - V. 92. - P. 179-212.

87.Serotonin receptors - from molecular biology to clinical applications / M. Pytliak [et al.] // Physiol. Res. - 2011. - V. 60. - P. 15-25.

88.Pucadyil, T.J. Membrane organization and dynamics of the G-protein-coupled serotonin1A receptor monitored using fluorescence-based approaches / T.J. Pucadyil, S. Kalipatnapu, A. Chattopadhyay // J. Fluorescence. - 2005. - V. 15. -P. 785-796.

89.Gaspar, P. The developmental role of serotonin: news from mouse molecular genetics / P. Gaspar, O. Cases, L. Maroteaux // Nat. Rev. Neurosci. - 2003. - V. 4. - P. 1002-1012.

90.Gingrich, J.A. Dissecting the role of the serotonin system in neuropsychiatric disorders using knockout mice / J.A. Gingrich, R. Hen // Psychopharmacology. -2001. - V. 155. - P. 1-10.

91.Adayev, T. Transmembrane signaling in the brain by serotonin, a key regulator of physiology and emotion / T. Adayev, B. Ranasinghe, P. Banerjee // Biosci. Rep. -2005. - V. 25. - P. 363-385.

92.Neuronal 5-HT metabotropic receptors: fine-tuning of their structure, signaling, and roles in synaptic modulation / J. Bockaert [et al.] // Cell Tissue Res. - 2006. -V. 326. №2. - P. 553-572.

93.Lanfumey, L.5-HT1 receptors / L. Lanfumey, M. Hamon // Curr Drug Targets CNS Neurol Disord. - 2004 - V. 3. №1. - P. 1-10.

94.Somatodendritic localization of 5-HT1A and preterminal axonal localization of 5-HT1B serotonin receptors in adult rat brain / M. Riad [et al.] // J Comp Neurol. 2000 -V. 417. №2. - P. 181-194.

95.Nonogaki, K.Hyperphagia alters expression of hypothalamic 5-HT2C and 5-HT1B receptor genes and plasma des-acyl ghrelin levels in Ay mice / K. Nonogaki, K. Nozue, Y. Oka // Endocrinology. 2006 - V. 147. №12. - P. 5893-5900.

96.The human serotonin 5-HT2C receptor: complete cDNA, genomic structure, and alternatively spliced variant / E. Xie [et al.] // Genomics. 1996 - V. 35. №3. - P. 551-61.

97.Leysen, J.E. 5-HT2 receptors / J.E. Leysen // Curr. Drug Targets CNS Neurol. Disord. - 2004. - V. 3. - P. 11-26.

98.Disruption of PTEN coupling with 5-HT2C receptors suppresses behavioral responses induced by drugs of abuse / S.P. Ji [et al.] // Nat Med. 2006 - V. 12. №3. - P. 324-329.

99.Miller KJ. Serotonin 5-ht2c receptor agonists: potential for the treatment of obesity / K.J. Miller // Mol Interv. 2005 - V. 5. №5. - P. 282-291.

100. Mackenzie, R.G. Effects of insulin and streptozotocin-induced diabetes on brain tryptophan and serotonin metabolism in rats / R.G. Mackenzie, M.E. Trulson // J. Neurochem. - 1978. - V. 30 - P. 205-211.

101. Streptozotocin-induced diabetes provokes changes in serotonin concentration and on 5-HT1A and 5-HT2A receptor in rat brain / M. Sandrini [et al.] // Life Sci. - 1997. - V. 60 - P. 1393-1397.

102. Jackson, J. Enhancement of [m-methoxy 3H] MDL100907 binding to 5HT2A receptors in cerebral cortex and brain stem of streptozotocin induced diabetic rats / J. Jackson, C.S. Paulose // Mol. Cell. Biochem. - 1999. - V. 199 - P. 81-85.

103. Diabetes mellitus decreases hippocampal release of neurotransmitters: an in vivo microdialysis study of awake, freely moving rats. Diabet. / T. Yamato [et al.] // Nutr. Metab. - 2004. - V. 17 - P. 128-136.

104. Herrera, R. Inhibition and kinetic changes of brain tryptophan-5-hydroxylase during insulin-dependent diabetes mellitus in the rat / R. Herrera, G. Manjarrez, J. Hernandez // Nutr. Neurosci. - 2005. - V. 8 - P. 57-62.

105. A low brain serotonergic neurotransmission in children with type 1 diabetes detected through the intensity dependence of auditory-evoked potentials / G. Manjarrez [et al.] // Diabetes Care. - 2006. - V. 29 - P. 73-77.

106. Association of metabolic syndrome with reduced central serotonergic activity / R. Herrera-Marquez [et al.] // Metab. Brain Dis. - 2011. - V. 26 - P. 29-35.

107. Li, J.X. Food restriction and streptozotocin treatment decrease 5-HT1A and 5-HT2A receptor-mediated behavioral effects in rats / J.X. Li, C.P. France // Behav. Pharmacol. - 2008. - V. 19 - P. 292-297.

108. Activation of central melanocortin pathways by fenfluramine / L.K. Heisler [et al.] // Science. - 2002. - V. 297 - P. 609-611.

109. Serotonin 2C receptor agonists improve type 2 diabetes via melanocortin-4 receptor signaling pathways / L. Zhou [et al.] // Cell. Metab. - 2007. - V. 6 - P. 398-405.

110. Serotonin systems upregulate the expression of hypothalamic NUCB2 via 5-HT2C receptors and induce anorexia via a leptin-independent pathway in mice / K.

Nonogaki [et al.] // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2008. - V. 372 - P. 186— 190.

111. Identification of polymorphic loci in the promoter region of the serotonin 5-HT2C receptor gene and their association with obesity and type II diabetes / X. Yuan [et al.] // Diabetologia. - 2000. - V. 43 - P. 373-376.

112. Benito, E. CREB's control of intrinsic and synaptic plasticity: implications for CREB-dependent memory models / E. Benito, A. Barco // Trends Neurosci. -2010. - V.33.№5 - P. 230-240.

113. Meneses, A. 5-HT system and cognition. / A. Meneses // Neurosci Biobehav Rev. - 1999. - V. 23. №8. - P. 1111-1125.

114. Possible involvement of CA1 5-HT1B/1D and 5-HT2A/2B/2C receptors in harmaline-induced amnesia / M. Nasehi [et al.] // Pharmacol Biochem Behav. -2014. - V. 125 - P. 70-77.

115. Lack of the presynaptic RhoGAP protein oligophrenin1 leads to cognitive disabilities through dysregulation of the cAMP/PKA signalling pathway / M. Khelfaoui [et al.] // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. - 2013. - V. 369 №1633. - P. 20130160.

116. Biessels, G.J.The impact of diabetes on cognition: what can be learned from rodent models? / G.J. Biessels, W.H. Gispen // Neurobiol Aging. - 2005 - V. 26 Suppl 1 - P. 36-41.

117. Place learning and hippocampal synaptic plasticity in streptozotocin-induced diabetic rats / G.J. Biessels [et al.] // Diabetes. - 1996. - V. 45. №9. - P. 12591266.

118. Пространственная память и гормональная регуляция аденилатциклазы в мозге у крыс со стрептозотоциновым диабетом / И.Б. Сухов, О.В. Чистякова, В.Н. Шипилов, А.М. Доильницын, А.О. Шпаков // Российский Физиологический журнал им. И.М. Сеченова. - 2015. - T. 101. № 3. - С. 279290.

119. Depressed mood is a factor in glycemic control in type 1 diabetes / M.A. Van Tilburg [et al.] // Psychosomatic Medicine. - 2001. - V. 63 - P. 551-555.

120. Fluoxetine for depression in diabetes: a randomized double-blind placebo-controlled trial / P.J. Lustman [et al.] // Diabetes Care. - 2000 - V. 23. №5. - P. 618-23.

121. Шпаков, А.О. Дофаминовая сигнальная система мозга при сахарном диабете 2-го типа и метаболическом синдроме / А.О. Шпаков, К.В. Деркач, И.Б. Сухов // Цитология. 2016. - Т. 58. № 3. - C. 167-177.

122. Beaulieu, J.M.The physiology, signaling, and pharmacology of dopamine receptors / J.M. Beaulieu, R.R. Gainetdinov // Pharmacol Rev. - 2011. - V. 63. №1. - P. 182-217.

123. Congar, P. D2 receptors inhibit the secretory process downstream from calcium influx in dopaminergic neurons: implication of K+ channels / P. Congar, A. Bergevin, L.E. Trudeau // J. Neurophysiol. - 2002. - V. 87. - P. 1046-1056.

124. Beyond the dopamine receptor: regulation and roles of serine/threonine protein phosphatases / S.I. Walaas [et al.] // Front. Neuroanat. - 2011. - V. 5 - P. 50.

125. Phosphorylation of CREB at Ser-133 induces complex formation with CREB-binding protein via a direct mechanism / D. Parker [et al.] // Mol. Cell. Biol. -1996. - V. 16 - P. 694-703.

126. Greengard, P.. Beyond the dopamine receptor: the DARPP-32/protein phosphatase-1 cascade / P. Greengard, P.B. Allen, A.C. Nairn // Neuron. - 1999. -V. 23 - P. 435-447.

127. Chen, L. A-kinase anchoring protein 9 and IKs channel regulation. J. Cardiovasc / L. Chen, R.S. Kass // Pharmacol. - 2011. - V. 58. - P. 459-463.

128. Heteromeric dopamine receptor signaling complexes: emerging neurobiology and disease relevance / M.L. Perreault [et al.] // Neuropsychopharmacology. -2014. - V. 39 - P. 156-168.

129. Activation of calcium/calmodulin-dependent protein kinase IIalpha in the striatum by the heteromeric D1-D2 dopamine receptor complex / J. Ng [et al.] // Neuroscience. - 2010. - V.165 - P. 535-541.

130. Dopamine D1-D2 receptor heteromer in dual phenotype GABA/glutamate-coexpressing striatal medium spiny neurons: Regulation of BDNF, GAD67 and VGLUT1/2 / M.L. Perreault [et al.] // PLoS One. - 2012. - V. 7 - e33348.

131. Beaulieu, J.M. The Akt-GSK-3 signaling cascade in the actions of dopamine / J.M. Beaulieu, R.R. Gainetdinov, M.G. Caron // Trends Pharmacol. Sci. - 2007. -V. 28 - P. 166-172.

132. Low dose methamphetamine mediates neuroprotection through a PI3K-AKT pathway / T.F. Rau T.F., [et al.] // Neuropharmacology. - 2011. - V. 61 - P. 677686.

133. Central dopamine action modulates neuropeptide-controlled appetite via the hypothalamic PI3K/NF-KB-dependent mechanism / Y.S. Hsieh [et al.] // Genes Brain Behav. - 2014. - V. 13 - P. 784-793.

134. Снижение функциональной активности G-белков, компонентов гормночувствительной аденилатциклазной сигнальной системы, при экспериментальном диабете 2-го типа / А.О. Шпаков [и др.] // Бюл. эксперим. биол. мед. - 2006 - Т. 142. №12. - С. 641-645.

135. Идентификация нарушений в гормоночувствительной АЦ-системе в тканях крыс с диабетом 1-го и 2-го типов с использованием функциональных зондов и синтетических наноразмерных пептидов / А.О. Шпаков [и др.] // Технологии живых систем. - 2007. - Т. 4. №5-6. - C. 96-108.

136. Нарушение передачи ингибирующего аденилатциклазу гормонального сигнала в миокарде и мозге крыс с экспериментальным диабетом 2-го типа / А.О. Шпаков [и др.] // Цитология. - 2007. - Т.49. №6. - С. 442-450.

137. Shankar, P.N. Decreased [3H] YM-09151-2 binding to dopamine D2 receptors in the hypothalamus, brainstem and pancreatic islets of streptozotocin-induced diabetic rats / P.N. Shankar, A. Joseph, C.S. Paulose // Eur. J. Pharmacol. - 2007. - V. 557 - P. 99-105.

138. Curcumin modulates dopaminergic receptor, CREB and phospholipase C gene expression in the cerebral cortex and cerebellum of streptozotocin induced diabetic rats / T.P. Kumar T.P., [et al.] // J. Biomed. Sci. - 2010. - V. 17 - P. 43.

139. PI 3-kinase regulation of dopamine uptake / L. Carvelli [et al.] // J. Neurochem. - 2002. - V. 81 - P. 859-869.

140. Akt is essential for insulin modulation of amphetamine-induced human dopamine transporter cell-surface redistribution / B.G. Garcia [et al.] // Mol. Pharmacol. - 2005. - V. 68 - P. 102-109.

141. Insulin action in the brain contributes to glucose lowering during insulin treatment of diabetes / R.W. Gelling [et al.] // Cell. Metab. - 2006. - V. 3 - P. 6773.

142. Шпаков А.О. Функциональное состояние регулируемых биогенными аминами и ацетихолином сигнальных систем мозга при сахарном диабет / А.О. Шпаков // Цитология - 2012 - Т. 54. №6. - С. 459-468.

143. Insulin in the ventral tegmental area reduces hedonic feeding and suppresses dopamine concentration via increased reuptake / D.M. Mebel [et al.] // Eur. J. Neurosci. - 2012. - V. 36 - P. 2336-2346.

144. Pre-synaptic dopamine D3 receptor mediates cocaine-induced structural plasticity in mesencephalic dopaminergic neurons via ERK and Akt pathways / G. Collo [et al.] // J. Neurochem. - 2012. - V. 120 - P. 765-778.

145. Baik, J.H. Dopamine signaling in food addiction: role of dopamine D2 receptors / J.H. Baik //. BMB Rep. - 2013. - V. 46 - P. 519-526.

146. Kenny, P.J. Dopamine D2 receptors and striatopallidal transmission in addiction and obesity / P.J. Kenny, G. Voren, P.M. Johnson // Curr. Opin. Neurobiol. -2013. - V. 23 - P. 535-538.

147. Dopamine transporter and D2 receptor binding densities in mice prone or resistant to chronic high fat diet-incuded obesity / X.F. Huang [et al.] // Behav. Brain Res. - 2006. - V. 175 - P. 415-419.

148. Amelioration of binge eating by nucleus accumbens shell deep brain stimulation in mice involves D2 receptor modulation / C.H. Halpern [et al.] // J. Neurosci. -2013. - V. 33 - P. 7122-7129.

149. Johnson, P.M. Dopamine D2 receptors in addictionlike reward dysfunction and compulsive eating in obese rats / P.M. Johnson, P.J. Kenney //. Nat. Neurosci. -2010. - V. 13 - P. 635-641.

150. Role for insulin signaling in catecholaminergic neurons in control of energy homeostasis / Könner A.C., [et al.] // Cell. Metab. - 2011. - V. 13 - P. 720-728.

151. Enhanced hypothalamic leptin signaling in mice lacking dopamine D2 receptors / K.S. Kim [et al.] // J. Biol. Chem. - 2010. - V. 285 - P. 8905-8917.

152. Imaging of brain dopamine pathways: Implications for understanding obesity / G.J. Wang [et al.] // J. Addict Med. - 2009. - V. 3 - P. 8-18.

153. Dopamine-based reward circuitry responsivity, genetics, and overeating. Curr. / E. Stice [et al.] // Top Behav. Neurosci. - 2011. - V. 6 - P. 81-93.

154. Salamone, J.D. Dopamine and food addiction: lexicon badly needed / J.D. Salamone, M. Correa //Biol. Psychiatry. - 2013. - V. 73 - P. 15-24.

155. Low dopamine striatal D2 receptors are associated with prefrontal metabolism in obese subjects: possible contributing factors / N.D. Volkow [et al.] // Neuroimage. - 2008. - V. 42 - P. 1537-1543.

156. Association of seven polymorphisms of the D2 dopamine receptor gene with brain receptor-binding characteristics / T. Ritchie, E. P. Noble // Neurochem. Res. - 2003. - V. 28 - P. 73-82.

157. Fossella, J. Evaluation of a structural polymorphism in the ankyrin repeat and kinase domain containing 1 (ANKK1) gene and the activation of executive attention networks / J. Fossella, A.E. Green, J. Fan // Cogn. Affect. Behav. Neurosci. - 2006. - V. 6. - P. 71-78.

158. Binge eating disorder and the dopamine D2 receptor: genotypes and sub-phenotypes / C. Davis [et al.] // Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2012 - V. 38. №2. - P. 328-335.

159. Inhibiting neuropeptide Y Y1 receptor modulates melanocortin receptor- and NF-kB-mediated feeding behavior in phenylpropanolamine-treated rats / Y.S. Hsieh [et al.] // Horm. Behav. - 2013. - V. 64 - P. 95-102.

160. Nuclear factor kB (NF-kB) suppresses food intake and energy expenditure in mice by directly activating the Pomc promoter / X. Shi [et al.] // Diabetologia. -2013. - V. 56 - P. 925-936.

161. Grunberger, G. Novel therapies for the management of type 2 diabetes mellitus: part 1. pramlintide and bromocriptine-QR / G. Grunberger // J. Diabetes. - 2013. -V. 5. - P. 110-117.

162. Scranton, R. Bromocriptine--unique formulation of a dopamine agonist for the treatment of type 2 diabetes / R. Scranton, A. Cincotta // Expert. Opin. Pharmacother. - 2010. - V. 11. - P. 269-279

163. Шпаков, А.О. Пептидергические сигнальные системы мозга при сахарном диабете / А.О. Шпаков, К.В. Деркач // Цитология. - 2012. - Т. 54 №10. - С. 733-741.

164. Yang, Y. Structure, function and regulation of the melanocortin receptors / Y. Yang // Eur J Pharmacol. - 2011 - V. 660. №1. - P. 125-130.

165. Molecular structure and chromosomal mapping of the human homolog of the agouti gene / H.Y. Kwon [et al.] // Proc Natl Acad Sci U S A. - 1994 - V. 91. №21. - P. 9760-9764.

166. Down-regulated expression of agouti-related protein (AGRP) mRNA in the hypothalamic arcuate nucleus of hyperphagic and obese tub/tub mice / M. Bäckberg [et al.] // Brain Res. Mol. Brain Res. - 2004. - V. 125. № 1-2. - P. 129139.

167. The natural inverse agonist agouti-related protein induces arrestin-mediated endocytosis of melanocortin-3 and -4 receptors / A. Breit [et al.] // J. Biol. Chem. -2006. - V. 281. №49. - P. 37447-37456.

168. Expression of melanocortin 4 receptor mRNA in the central nervous system of the rat / T. Kishi [et al.] // J. Comp. Neurol. - 2003. - V. 457. №3. - P. 213-235.

169. Xu, Y. Central nervous control of energy and glucose balance: focus on the central melanocortin system / Y. Xu, J.K. Elmquist, M. Fukuda // Ann. N.Y. Acad. Sci. - 2011. - V. 1243. - P. 1-14.

170. Regulation of melanocortin-4 receptor signaling: agonist-mediated desensitization and internalization / H. Shinyama [et al.] // Endocrinology. - 2003.

- V. 144. №4. - P. 1301-1314.

171. Activation of the melanocortin-4 receptor mobilizes intracellular free calcium in immortalized hypothalamic neurons / E.A. Newman [et al.] // J. Surg. Res. - 2006.

- V. 32. №2. - P. 201-207.

172. Melanocortin-3 receptor activates MAP kinase via PI3 kinase / B. Chai [et al.] // Regul. Pept. - 2007. - V. 139. №1-3. - P. 115-121.

173. Girardet, C. Neural melanocortin receptors in obesity and related metabolic disorders / C. Girardet, A.A. Butler // Biochim. Biophys. Acta. - 2014. - V. 1842. №3. - P. 482-494.

174. Aponte, Y. AGRP neurons are sufficient to orchestrate feeding behavior rapidly and without training / Y. Aponte, D. Atasoy, S.M. Sternson // Nat. Neurosci. -2011. - V. 14. №3. - P. 351-355.

175. Divergent regulation of energy expenditure and hepatic glucose production by insulin receptor in agouti-related protein and POMC neurons / H.V. Lin [et al.] // Diabetes. - 2010. - V. 59. №2. - P. 337-346.

176. Leptin receptor signaling in POMC neurons is required for normal body weight homeostasis / N. Balthasar [et al.] // Neuron. - 2004. - V. 42. №6. - P. 983-991.

177. Acute effects of leptin require PI3K signaling in hypothalamic proopiomelanocortin neurons in mice / J.W. Hill [et al.] // J. Clin. Invest. - 2008. -V. 118. №5. - P. 1796-1805.

178. The distribution and mechanism of action of ghrelin in the CNS demonstrates a novel hypothalamic circuit regulating energy homeostasis / M.A. Cowley [et al.] // Neuron. - 2003. - V. 37. №4. - P. 649-661.

179. Rapid sensing of circulating ghrelin by hypothalamic appetite-modifying neurons / M. Schaeffer [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2013. - V. 110. №4. - P. 1512-1517.

180. Serotonin reciprocally regulates melanocortin neurons to modulate food intake / L.K. Heisler [et al.] // Neuron. - 2006. - V. 51. №2. - P. 239-249.

181. Serotonin 5-HT2C receptor agonist promotes hypophagia via downstream activation of melanocortin 4 receptors / D.D. Lam [et al.] // Endocrinology. -2008. - V. 149. №3. - P. 1323-1328.

182. 5-HT2CRs expressed by pro-opiomelanocortin neurons regulate insulin sensitivity in liver / Y. Xu [et al.] // Nat. Neurosci. - 2010. - V. 13. №12. - P. 1457-1459.

183. Serotonin 2C receptor activates a distinct population of arcuate proopiomelanocortin neurons via TRPC channels / J.W. Sohn [et al.] // Neuron. -2011. - V. 71. №3. - P. 488-497.

184. Identification of a receptor for gamma melanotropin and other proopiomelanocortin peptides in the hypothalamus and limbic system / L. Roselli-Rehfuss [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1993. - V. 90. №19. - P. 88568860.

185. Central melanocortin receptors regulate insulin action / S. Obici [et al.] // J. Clin. Invest. - 2001. - V. 108. №7. - P. 1079-1085.

186. The central melanocortin system directly controls peripheral lipid metabolism / R. Nogueiras [et al.] // J. Clin. Invest. - 2007. - V. 117. №11. - P. 3475-3488.

187. Poggioli, R. ACTH-(1-24) and alpha-MSH antagonize feeding behavior stimulated by kappa opiate agonists / R. Poggioli, A.V. Vergoni, A. Bertolini // Peptides. - 1986. - V. 7. №5. - P. 843-848.

188. ART (protein product of agouti-related transcript) as an antagonist of MC3 and MC4 receptors / T.M. Fong [et al.] // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1997. -V. 237. №3. - P. 629-631.

189. Doering, S.R. Melanocortin antagonist tetrapeptides with minimal agonist activity at the mouse melanocortin-3 receptor / S.R. Doering, A. Todorovic, C. Haskell-Luevano // ACS Med. Chem. Lett. - 2014. - V. 6. №2. - P. 123-127.

190. Long term orexigenic effect of a novel melanocortin 4 receptor selective antagonist / G.V. Skuladottir [et al.] // Br. J. Pharmacol. - 1999. - V. 126. №1. -P. 27-34.

191. RM-493, a melanocortin-4 receptor (MC4R) agonist, increases resting energy expenditure in obese individuals / K.Y. Chen [et al.] // J. Clin. Endocrinol. Metab.

- 2015. - V. 100. №4. - P. 1639-1645.

192. Both early and delayed treatment with melanocortin 4 receptor-stimulating melanocortins produces neuroprotection in cerebral ischemia / D. Giuliani [et al.] // Endocrinology. - 2006. - V. 147. №3. - P. 1126-1135.

193. Nargund, R.P. Melanocortin-4 receptor (MC4R) agonists for the treatment of obesity / R.P. Nargund, A.M. Strack, T.M. Fong // J. Med. Chem. - 2006. - V. 49. №14. - P. 4035-4043.

194. Tatro, J.B. Melanocortins defend their territory: multifaceted neuroprotection in cerebral ischemia / J.B. Tatro // Endocrinology. - 2006. - V. 147. №3. - P. 11221125.

195. Targeted disruption of the melanocortin-4 receptor results in obesity in mice / D. Huszar [et al.] // Cell. - 1997. - V. 88. №1. - P. 131-141.

196. Voluntary exercise prevents the obese and diabetic metabolic syndrome of the melanocortin-4 receptor knockout mouse / C. Haskell-Luevano [et al.] // FASEB J.

- 2009. - V. 23. №2. - P. 642-655.

197. Response of melanocortin-4 receptor-deficient mice to anorectic and orexigenic peptides / D.J. Marsh [et al.] // Nature Genet. - 1999. - V. 21. №1. - P. 119-122.

198. Impaired coordination of nutrient intake and substrate oxidation in melanocortin-4 receptor knockout mice / D.C. Albarado [et al.] // Endocrinology. 2004. - V. 145. №1. - P. 243-252.

199. Clinical spectrum of obesity and mutations in the melanocortin 4 receptor gene / I.S. Farooqi [et al.] // N. Engl. J. Med. - 2003. - V. 348. №12. - P. 1085-1095.

200. Common variants near MC4R are associated with fat mass, weight and risk of obesity / R.J. Loos [et al.] // Nat Genet. - 2008. - V. 40. №6. - P. 768-775.

201. Obesity due to melanocortin 4 receptor (MC4R) deficiency is associated with increased linear growth and final height, fasting hyperinsulinemia, and incompletely suppressed growth hormone secretion / C.E. Martinelli [et al.] // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 2011. - V. 96. №1. - P. 181-188.

202. Role of melanocortin signaling in neuroendocrine and metabolic actions of leptin in male rats with uncontrolled diabetes / T.H. Meek [et al.] // Endocrinology. - 2014. - V. 155. №11. - P. 4157-4167.

203. Zhou, Y. Leptin signaling and leptin resistance / Y. Zhou, L. Rui //Front. Med. -2013. - V. 7. №2. - P. 207-222.

204. Effects of STZ-induced diabetes and insulin treatment on the hypothalamic melanocortin system and muscle uncoupling protein 3 expression in rats / P.J. Havel [et al.] // Diabetes. - 2000. - V. 49. №2. - P. 44-52.

205. Leptin infusion and obesity in mouse cause alterations in the hypothalamic melanocortin system / J. Gout [et al.] // Obesity (Silver Spring). - 2008. - V. 16. №8. - P. 1763-1769.

206. PI3K integrates the action of insulin and leptin on hypothalamic neurons / A.W. Xu [et al.] // J. Clin. Invest. - 2005. - V. 115. №4. - P. 951-958.

207. Central nervous system control of food intake and body weight / G.J. Morton [et al.] // Nature. - 2006. - V. 443. №7109. - P. 289-295.

208. Serotonin 2C receptors in pro-opiomelanocortin neurons regulate energy and glucose homeostasis / E.D. Berglund [et al.] // J. Clin. Invest. - 2013. - М. 123. №12. - P. 5061-5070.

209. Kawashima, N. Electrophysiological effects of melanocortin receptor ligands on neuronal activities of monoaminergic neurons in rats / N. Kawashima, S. Chaki, S. Okuyama // Neurosci Lett. - 2003 - V. 353. №2. - P. 119-122.

210. Blockade of melanocortin transmission inhibits cocaine reward / R. Hsu [et al.] // Eur. J. Neurosci. - 2005. - V. 21. №8. - P. 2233-2242.

211. Cui, H. The expression of MC4Rs in D1R neurons regulates food intake and locomotor sensitization to cocaine / H. Cui, M. Lutter // Genes Brain Behav. -2013. - V.12. №6. - P. 658-665.

212. Anhedonia requires MC4R-mediated synaptic adaptations in nucleus accumbens / B.K. Lim [et al.] // Nature. - 2012. - V. 487. №7406. - P. 183-189.

213. Cannabinoid, melanocortin and opioid receptor expression on DRD1 and DRD2 subpopulations in rat striatum / R.J. Oude Ophuis [et al.] // Front. Neuroanat. -2014. - V. 8 - P. 14.

214. Hemmings, S. J. Neonatal STZ model of type II diabetes mellitus in the Fischer 344 rat: characteristics and assessment of the status of the hepatic adrenergic receptors / S. J. Hemmings, D. Spafford // International Journal of Biochemistry & Cell Biology. - 2000. - V. 32, Issue 8. - P. 905-919.

215. Blondel, O. Relation of insulin deficiency to impaired insulin action in NIDDM adult rats given streptozocin as neonates / O. Blondel, D. Bailbe, B. Portha // Diabetes. - 1989. - V. 38. № 5. - P. 610-617.

216. Homeostasis model assessment: insulin resistance and beta-cell function from fasting plasma glucose and insulin concentrations in man / D.R. Matthews [et al.] // Diabetologia. - 1985. - V. 28. №7. - P. 412-419.

217. Morris, R. Developments of a water-maze procedure for studying spatial learning in the rat / R. Morris // J Neurosci Methods. - 1984. - V. 11. - P. 47-60.

218. Effects of maternally exposed colouring food additives on cognitive performance in rats / D.K. Doguc [et al.] // Toxicol Ind Health. - 2013. - V. 29. №7. - P. 616-623.

219. SwisTrack - A Flexible Open Source Tracking Software for Multi-Agent Systems / T. Lochmatter [et al.] // In Proceedings of the IEEE/RSJ 2008 International Conference on Intelligent Robots and Systems. - 2008. - P. 40044010.

220. SwisTrack: A Tracking Tool for Multi-Unit Robotic and Biological Systems / N. Correll [et al.] // In 2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. - 2006. - P. 2185-2191.

221. Chomczynski, P. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction / P. Chomczynski, N. Sacchi // Anal. Biochem. - 1987. - V. 162 - P. 156-159.

222. Влияние длительного интраназального введения серотонина на активность сигнальных систем гипоталамуса у самцов крыс с неонатальным диабетом /

И.Б. Сухов, К.В. Деркач, О.В. Чистякова, В.М. Бондарева, А.О. Шпаков // Цитология. 2016. - Т. 58. № 3. - C. 219-228.

223. Schmittgen, T. D. Analyzing real-time PCR data by the comparative C(T) method / T. D. Schmittgen, K. J. Livak // Nature Protocols. - 2008. - V. 3. № 6. -P. 1101-1108.

224. The Effect of Long-Term Intranasal Serotonin Treatment on Metabolic Parameters and Hormonal Signaling in Rats with High-Fat Diet/Low-Dose Streptozotocin-Induced Type 2 Diabetes / K.V. Derkach [et al.] // Int J Endocrinol. - 2015 - V. 2015 - P. 245459.

225. The peptides mimicking the third intracellular loop of 5-hydroxytryptamine receptors of the types 1B and 6 selectively activate G proteins and receptor-specifically inhibit serotonin signaling via the adenylyl cyclase system / A. O Shpakov [et al.] // International Journal of Peptide Research and Therapeutics. -2010. - V. 16. № 2. - P. 95-105.

226. McIntire, W. E. The G protein beta subunit is a determinant in the coupling of Gs to the beta 1-adrenergic and A2a adenosine receptors / W. E. McIntire, G. MacCleery, J. C. Garrison // The Journal of biological chemistry. - 2001. - V. 276. № 19. - P. 15801-15809.

227. Neville, D.M. Jr. Isolation of an organ specific protein antigen from cell-surface membrane of rat liver / D.M. Jr . Neville // Biochim. Biophys. Acta. - 1968. - V. 154. - P. 540-552.

228. Quantitative aspects of the insulin-receptor interaction in liver plasma membranes / C.R. Kahn [et al.] // J. Biol. Chem. - 1974. - V. 249. - P. 2249-2257.

229. Лейбуш, Б.Н. Рецепторы инсулина речной миноги Lampetra fluviatilis в период преднерестового голодания / Б.Н. Лейбуш, В.М. Бондарева // Ж. эвол. биохим. физиол. - 1987. - Т. 23. №2. - С.193-198.

230. Scatchard, G. The attraction of proteins for small molecules and ions / G. Scatchard // Ann. N. Y. Acad. Sci. - 1949. - V. 51. - P.660-675.

231. Длительное интраназальное введение инсулина улучшает пространственную память у крыс-самцов с пролонгированным сахарным

диабетом 1-го типа и у здоровых крыс / И.Б. Сухов, В.Н. Шипилов, О.В. Чистякова, A.M. Трост, A^. Шпаков // Доклады Aкадемии наук. 2013. - Т. 453. № 5. - C. 577-580.

232. Функциональное состояние гипоталамических сигнальных систем у крыс с сахарным диабетом 2-го типа, леченных интраназальным инсулином / И.Б. Сухов, K.B. Деркач, О.В. Чистякова, В.М.Бондарева, A^. Шпаков // Журн. эволюц. биохимии и физиологии. - 2016. - Т. 52. № 3. - C. 184-194.

233. Функциональная активность сигнальных систем гипоталамуса при лечении метформином крыс с неонатальным сахарным диабетом / K.B. Деркач, И.Б. Сухов, ЛА. ^знецова, Д.М. Бузанаков, A^. Шпаков // Доклады Aкадемии наук. - 2016. - Т. 467. № 2. - С. 222-225.

234. Сухов, И.Б. Сравнительное изучение функциональной активности D2-дофаминергической системы в гипоталамусе крыс с различными моделями сахарного диабета/ И.Б. Сухов, K.B. Деркач, A^. Шпаков // Журн. эволюц. биохимии и физиологии. - 2016. - Т. 52. № 3. - C. 239-241.

235. Лечение интраназальным инсулином и серотонином восстанавливает чувствительность аденилатциклазы к гормонам в мозге крыс с длительным неонатальным диабетом / A^. Шпаков, И.В. Мойсеюк, О.В. Чистякова, K.B. Деркач, И.Б. Сухов, В.М. Бондарева // Бюллетень ФЦСЮ им. ВА. Aлмазова. - 2013. - № 1. - С. 21-27.

236. A positive effect of intranasal insulin on spatial memory in rats with neonatal diabetes mellitus / O.V. Chistyakova, V.M. Bondareva, V.N. Shipilov, I.B. Sukhov, A.O. Shpakov // Endocrinology Studies. - 2011. - V. 1: e16. - P. 67-75.

237. Начальные звенья инсулиновой сигнальной системы в мозге крыс с экспериментальным диабетом / О.В. Чистякова, И.Б. Сухов, М.Л. Лошкарева, В.Н. Шипилов, В.М. Бондарева, A^. Шпаков // Бюллетень экспер. биологии и медицины. - 2012. - Т. 153. № 1. - C. 31-34.

238. Интраназальное введение инсулина устраняет дефицит долговременной памяти у крыс с неонатальным сахарным диабетом / О.В. Чистякова, В.М.

Бондарева, В.Н. Шипилов, И.Б. Сухов, А.О. Шпаков // Доклады Академии наук. - 2011. - Т. 440. № 2. - С. 275-278.

239. Hofbauer, K.G. Antibodies as pharmacologic tools for studies on the regulation of energy balance / K.G. Hofbauer, A.C. Lecourt, J.C. Peter // Nutrition. - 2008. -V. 24. - P. 791-797.

240. Влияние двухмесячного лечения бромокриптином на активность аденилатциклазной сигнальной системы в миокарде и семенниках крыс с сахарным диабетом 2-го типа / К.В. Деркач [и др.] // Цитология. - 2014 - Т. 56. №12. - С. 907-918.

241. Функциональная активность аденилатциклазной системы в мозге крыс с метаболическим синдромом, вызванным иммунизацией пептидом 11-25 меланокортинового рецептора 4-го типа / А.О. Шпаков [и др.] // Нейрохимия. - 2015. - Т. 32. № 1. - С. 37.

242. Intranasal insulin prevents cognitive decline, cerebral atrophy and white matter changes in murine type I diabetic encephalopathy / G. J. Francis [et al.] // Brain. -2008. - V. 131. - P. 3311-3334

243. Insulin excites anorexigenic proopiomelanocortin neurons via activation of canonical transient receptor potential channels / J. Qiu [et al.] // Cell Metab. -2014. - V. 19. - P. 682-693.

244. The influence of intranasal insulin on hypothalamic-pituitary-thyroid axis in normal and diabetic rats / K.V. Derkach [et al.] // Horm. Metab. Res. - 2015 - V. 47. №12. - P. 916-924.

245. Watanabe, H. Role of peripheral serotonin in glucose and lipid metabolism / H. Watanabe, M.T. Rose, H. Aso // Curr. Opin. Lipidol. - 2011 - V. 22 - P. 186-191.

246. Intranasal delivery of stem cells as therapy for central nervous system disease / Y.H. Li [et al.] // Exp. Mol. Pathol. - 2015. - V. 98 - P. 145-151.

247. Miyake M.M. The blood-brain barrier and nasal drug delivery to the central nervous system / M.M. Miyake, B.S. Bleier // Am. J. Rhinol. Allergy. - 2015. - V. 29. - P. 124-127.

248. Cui, H.The expression of MC4Rs in D1R neurons regulates food intake and locomotor sensitization to cocaine / H. Cui, M. Lutter //Genes Brain Behav. -

2013. - V. 12. №6. - P. 658-665.

249. Метаболические изменения у крыс, иммунизированных БСА-конъюгатом пептида, производного N-концевого участка меланокортинового рецептора 4-го типа / К.В. Деркач [и др.] // Докл. РАН. - 2014. - Т. 458. №1. - С. 102105.

250. Шпаков А.О. Функциональная активность инсулиновой сигнальной системы в норме и при сахарном диабете 2-го типа / А.О. Шпаков // Рос. Физиол. Журн. Им. И.М. Сеченова. - 2015. - Т. 101. №10. - С. 1103-1127.

251. Effect of bromocriptine on cardiovascular complications associated with metabolic syndrome in fructose fed rats / V.S. Nade [et al.] // Indian J. Pharmacol. - 2012. - V. 44. - P. 688-693.

252. The role of bromocriptine-QR in the management of type 2 diabetes expert panel recommendations / A.J. Garber [et al.] // Endocr. Pract. - 2013. - V. 19. - P. 100-106.

253. Влияние лечения бромокриптином на активность аденилатциклазной системы в мозге крыс с сахарным диабетом 2-го типа, вызванным высокожировой диетой / А.О. Шпаков [и др.] // Доклады Академии наук. -

2014. - Т. 459. № 2. - С. 243.