Различия в энергетическом метаболизме и окислительно-восстановительном балансе между отделами мозга тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Стельмащук Ольга Андреевна

• Стельмащук Ольга Андреевна
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Стельмащук Ольга Андреевна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Митохондрии

1.1.1 Структурная организация митохондрий

1.1.2 Кальциевый транспорт в митохондриях

1.1.3 Роль митохондриальной поры

1.2 Активные формы кислорода

1.3 Нейродегенеративные заболевания

1.3.1 Болезнь Альцгеймера

1.3.2 Болезнь Паркинсона

1.3.3 Роль митохондрий в нейродегенеративных заболеваниях

1.3.4 Роль изменения энергетического метаболизма в механизме нейродегенерации

1.3.5 Окислительный стресс в механизме нейродегенерации

1.4 Способы корректировки митохондриальных нарушений

1.4.1 Основные терапевтические направления и цели

1.4.2 Применение фотобиомодуляции

ГЛАВА. 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Используемые реактивы и оборудование

2.2 Объекты исследований

2.2.1 Первичная со-культура отделов мозга крысы

2.2.2 Переживающие срезы головного мозга крыс

2.3 Флуоресцентная и конфокальная микроскопия

2.3.1 Измерение митохондриального потенциала в переживающих срезах отделов мозга

2.3.2 Измерение митохондриального мембранного потенциала в клетках первичной смешанной нейроглиальной культуры

2.3.3 Измерение относительных параметров АТФ в клетках первичной смешанной нейроглиальной культуры

2.3.4 Измерение НАДН в клетках первичной смешанной нейроглиальной культуры

2.3.4 Оценка общей продукции активных форм кислорода

2.3.5 Определение перекисного окисления липидов в клетках переживающих срезов отделов мозга

2.3.6 Оценка содержания глутатиона в клетках

2.4 Создание моделей патологий при нейродегенеративных заболеваниях

2.4.1 Клеточная модель Р-амилоидной токсичности

2.4.2 Ферутинин-вызванная токсичность (перенагрузка клеток Са2+)

2.5 Исследование запуска открытия митохондриальной поры с последующей активацией апоптоза

2.6. Измерение цитозольного и митохондриального кальция

2.6.1 Измерение [Са2+]с и митохондриального мембранного потенциала

2.6.2 Измерение цитозольного и митохондриального Са2+

2.7 Измерение количества мертвых клеток

2.8 Влияние лазерного излучения с длиной волны 1267 нм на первичную нейроглиальную культуру

2.9 Обработка цифровых изображений

2.9 Статистическая обработка данных

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1 Определение параметров биоэнергетики митохондрий в разных отделах головного мозга

3.1.1 Оценка Д^т в переживающих срезах головного мозга

3.1.2 Оценка митохондриального потенциала в первичной нейроглиальной культуре

3.1.3 Оценка уровня НАДН в переживающих срезах

3.1.4 Измерение НАДН в первичной нейроглиальной культуре

3.1.5 Измерение различий уровня АТФ и скорости потребления АТФ в первичной смешанной нейроглиальной культуре

3.2 Различия продукции активных форм кислорода и антиоксидантной защиты в разных отделах мозга

3.2.1 Скорость выработки активных форм кислорода в различных отделах мозга

3.2.2 Стимуляция выработки активных форм кислорода в различных отделах мозга в ответ на глутамат и АТФ

3.2.3 Стимуляция выработки активных форм кислорода митохондриями в различных отделах мозга в ответ на глутамат и АТФ

3.2.4 Относительная величина скорости перекисного окисления липидов в переживающих срезах отделов мозга

3.2.5 Уровень восстановленного глутатиона в различных отделах головного мозга

3.3 Регуляция производства АФК митохондриальным кальцием

3.3.1 Запуск открытия митохондриальной поры

3.4 Фармакологическое ограничение митохондриального поглощения кальция как защита от ß-амилоидной нейротоксичности

3.4.1 Влияние ТГ-2112х и ТГ-2113х на амплитуду ацетилхолин-индуцированного кальциевого сигнала в нейронах коры головного мозга

3.4.2 Влияние ТГ-2113х на индуцированный глутаматом кальциевый сигнал в астроцитах

3.4.3 Действие ТГ-2112х и ТГ-2113х на ßA-индуцированный кальциевый сигнал и митохондриальный потенциал нейронов и астроцитов

3.4.4 Влияние ТГ-2113х на ßA-индуцированное поглощение кальция митохондриями

3.4.5 Способность ТГ-2113х и ТГ-2112х снижать токсичный эффект ß амилоида в нейроглиальной культуре

3.5 Влияние лазерного излучения 1267 нм на первичные клетки нейронов и астроцитов в токсической модели болезни Альцгеймера

3.5.1 Подбор мощности лазерного излучения с низким токсическим эффектом для нейроглиальной культуры

3.5.2 Влияние предварительной обработки лазерным облучением нейроглиальной культуры на ßA-индуцированное накопление кальция митохондриями

3.5.3 Влияние воздействия лазера с длиной волны 1267 нм на рА-индуцированный кальциевый сигнал и митохондриальный мембранный потенциал нейронов и

астроцитов

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Различия в энергетическом метаболизме и окислительно-восстановительном балансе между отделами мозга»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Многие исследователи обращались к МХ нейронов, видя в них причину гибели клеток при различных заболеваниях. И они имели к тому веские основания. В эукариотических клетках митохондрии выполняют множество функций, помимо биоэнергетических (Cheng et al. 2021) и метаболических: они хранят ионы Са2+ (Giacomello et al. 2007), участвуют в различных механизмах клеточной гибели, передают молекулярные сигналы (Hajnóczky et al. 2000; Plotnikov and Zorov 2019), регулирующие определенные клеточные процессы, включая пролиферацию, дифференцировку и адаптацию к стрессовым условиям (Duchen 2004; Козин, Кулакова, and Фаворова 2018). Мозг использует до 20% всей глюкозы в организме, большая часть которого используется на гликолиз и окислительное фосфорилирование (Kety 1957). Согласно некоторым исследованиям, нейроны потребляют 70-80% энергии, остальная часть используется глиальными клетками, такими как астроциты, олигодендроциты и микроглия (Camandola and Mattson 2017), что делает нейроны особенно восприимчивы к митохондриальной дисфункции и энергетическому дефициту (Magistretti andAllaman 2015). В нервной системе важны не только нейроны, но и астроциты, поскольку они играют важную регулирующую роль в гомеостазе центральной нервной системы (ЦНС). Производство энергии в астроцитах зависит не столько от окислительного фосфорилирова-ния, как в нейронах, сколько от анаэробного гликолиза (Bélanger et al. 2011).

Многие исследователи связывают нейродегенеративные заболевания с мито-хондриальной дисфункцией (Andrey Y. Abramov and Angelova 2019; Herst et al. 2017; Son and Han 2018). Старение способствует образованию мутаций митохон-дриальной ДНК и окислительного стресса, что является наибольшими факторами риска развития нейродегенеративных заболеваний (Beal 2007).

Основная гистопатологическая особенность болезни Альцгеймера (БА) представляет собой осаждение внеклеточных нейритических бляшек и внутриклеточных нейрофибрилляционных клубков, которые соответствуют агрегированным

белкам: Р-амилоид, тау () (Татарникова, Орлов, and Бобкова 2015). Хотя молекулярные и клеточные механизмы патогенеза БА в основном остаются неясными, исследователями было предложено несколько потенциальных механизмов нарушения кальциевой сигнализации, которые включают глутаматную токсичность, дисфункцию ацетилхолиновых рецепторов и прямое образование Р-амилоидами ионных каналов (Abramov, Canevari, and Duchen 2004; Arispe, Rojas, and Pollard 1993). Нарушение митохондриального Ca2+ поглощения через митохондриальный Ca 2+ унипортер (MCU) или высвобождение через Na+/Ca2+ обменник, которое приводит к перегрузке митохондрий кальцием, индукции окислительного стресса в сочетании с другими триггерами, может запускать открытие митохондриальной поры (mPTP) с последующей смертью клеток (Esteras and Abramov 2020; Gandhi et al. 2009a).

Наряду с индукцией окислительного стресса при нейродегенеративных заболеваниях АФК играют важную роль в окислительно-восстановительной сигнализации (редокс-сигнале) (Andrey Y. Abramov and Angelova 2019). Одной из форм АФК является синглетный кислород (Sergei G. Sokolovski et al. 2021). Применение низких доз синглетного кислорода потенциально может быть использовано для сохранения нейронов в условиях накопления аномально агрегированных белков (Sergei G Sokolovski et al. 2021; De Taboada et al. 2011; Wang et al. 2022), поэтому, генерация в клетках синглетного кислорода воздействием лазера с длиной волны 1267 нм потенциально может иметь нейропротекторный эффект.

Учитывая важность митохондриального Ca2+ в механизме нейродегенерации, исследователи протестировали соединения, влияющие на поступление кальция в митохондрии, чтобы изучить, как фармакологическое ограничение транспорта Ca2+ в митохондрии защищает нейроны против Р-амилоидной гибели в первичных нейрональных культурах (Shevtsova et al. 2022).

Нейродегенеративные заболевания имеют ряд схожих механизмов развития патологий, но также и ряд отличий, среди которых избирательная нейрональная гибель в определенных участках мозга (Ткачева et al. 2022; Чимагомедова et al.

2017). Поэтому представляет интерес, как различаются энергетический метаболизм митохондрий и окислительно-восстановительный баланс в разных частях мозга.

Выявление патологических изменений в митохондриальном метаболизме при нейродегенеративных заболеваниях потенциально позволит проводить раннюю диагностику заболевания на уровне отдельных клеток, а также предлагать эффективные нейропротекторные воздействия.

Цель исследования. Целью данной работы является изучение роли митохондрий в физиологии нейронов и астроцитов из различных отделов мозга, а также, используя митохондрии как клеточную мишень, определение потенциальных нейропротекторных направлений против нейродегенеративных заболеваний.

Основные задачи исследования:

1. Определить разницу в митохондриальном метаболизме отделов головного мозга.

2. Изучить различия в окислительно-восстановительном балансе разных отделов головного мозга.

3. Исследовать нейропротекторный эффект ограничения поступления кальция в митохондрии в условиях Р-амилоидной нейротоксичности в первичных со-культурах нейронов и астроцитов.

4. Исследовать возможность снижения токсического действия Р-амило-ида на первичные со-культуры нейронов и астроцитов при воздействии синглет-ного кислорода.

Научная новизна работы. Выявлена самая высокая относительная величина скорости продукции НАДН в митохондриях клеток срезов среднего мозга, что также объясняет повышенный относительный уровень окислительно-восстановительного потенциала НАДН в клетках этой области. Несмотря на различие относительной величины Д^т между нейронами и астроцитами в коре головного мозга, среднего мозга и мозжечка, их механизм поддержания Д^т был сходен для обоих типов клеток и поддерживался электрон-транспортной цепью митохондрий.

Было показано, что воздействие нейромедиаторов, таких как АТФ и глутамат на нейроны и глию приводит к максимальной скорости продукции активных форм

кислорода в среднем мозге по сравнению с остальной частью мозга, в то время как уровень восстановленного глутатиона оставался одинаковым в большинстве областей мозга с самым низким уровнем, наблюдаемым в среднем мозге.

В работе показано, что соединения ТГ2112x и ТГ2113х ограничивают, но не блокируют полностью поглощение митохондриями кальция и защищают нейроны против Р-амилоидной гибели в первичных нейрональных культурах.

Впервые применена выработка синглетного кислорода при облучении лазером с длиной волны 1267 нм в качестве защитного и восстанавливающего действия на митохондриальный Ca2+ в токсической модели БА in vitro, что повысило выживаемость клеток в два раза.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты, описанные в данной работе, позволяют расширить понимание роли митохондриального кальция, АФК и митохондриального АТФ в развитии нейрональной клеточной гибели, в частности, объяснить причины избирательного поражения отделов головного мозга. Разработаны методы защиты клеток при амилоидной токсичности за счет ограничения митохондриального поглощения кальция с помощью соединений ТГ2112х и ТГ2113х, а также методом лазерной фотобиомодуляции производства синглетного кислорода. Разработан и зарегистрирован способ защиты нейронов при нейродегенеративных заболеваниях и устройство для его реализации (патент №2783111 от 03.10.2022 «Способ защиты нейронов при нейродегенеративных заболеваниях и устройство для его осуществления»).

Методология и методы диссертационного исследования. Диссертационная работа была выполнена на первичной со-культуре и переживающих срезах мозга крысы линии Wistar, на которой проведена апробация веществ и способов, способных корректировать кальций-зависимые патологические состояния. В работе использованы современные биофизические методы конфокальной и флуоресцентной микроскопии с применением специфичных флуоресцентных зондов. Проведение лазерной фотобиомодуляции клеток лазером на длине волны 1267 нм, а также работа по флуоресцентной и конфокальной микроскопии выполнена с помо-

щью оборудования лаборатории клеточной физиологии и патологии НТЦ Биомедицинской фотоники Орловского государственного университета имени И.С. Тургенева. Обработка цифровых изображений и статистический анализ данных осуществлялись с помощью специализированного программного обеспечения (Origin pro 2019b).

Положения, выносимые на защиту:

1. Основные характеристики митохондриального энергетического метаболизма значительно различаются между областями мозга.

2. Различные участки мозга имеют высокую степень вариабельности в продукции АФК и уровня эндогенных антиоксидантов.

3. Ограничение митохондриального поглощения кальция защищает нейроны от гибели, вызванной ß-амилоидом в первичных со-культурах нейронов и астроци-тов.

4. Синглетный кислород защищает нейроны и астроциты от ß-амилоидной нейротоксичности.

Личный вклад автора. Личный вклад автора заключается в проведении обзора литературы роли энергетического метаболизма клеток мозга, митохондриаль-ного кальция, продукции АФК и митохондриального АТФ в физиологии и патологии нейродегенеративных заболеваний, а также в планировании и проведении экспериментальных исследований. Работа была выполнена и апробирована на базе лаборатории клеточной физиологии и патологии НТЦ биомедицинской фотоники Орловского государственного университета имени И.С. Тургенева. Все результаты, полученные соискателем, применены при выполнении научных исследований по темам: «Митохондрии как мишени в механизме нейродегенеративных заболеваний» (грант Правительства Российской Федерации для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих учёных в российских образовательных организациях высшего образования, научных учреждениях и государственных научных центрах Российской Федерации № 075-152019-1877, 2019-2021 гг.; № 075-15-2022-1095, 2022-2023 гг.); "Age-related changes in energy metabolism and function of mesenchymal stem cells and finding ways for

recovery" (грант FEBS Short-Term Fellowships 2020, Лондон, Великобритания); «Исследование молекулярных и клеточных механизмов нейродегенеративных заболеваний, связанных с патологическими изменениями в митохондриально-кальциевом гомеостазе» (стипендия Президента Российской Федерации молодым ученым и аспирантам СП-5176.2022.4).

Степень достоверности и апробация результатов. Работа проведена с помощью современных методов исследования, приборов, реактивов и программного обеспечения, которые соответствуют поставленным целям и задачам. Все полученные результаты имеют статистическую значимость и являются воспроизводимыми.

Материалы диссертационного исследования доложены и обсуждены на 15 международных и всероссийских конференциях, в частности на международной летней школе «IV Summer School Photonics Meets Biology 2017» (Террагона, Испания), симпозиуме Young scientist Chinese-Russian Optics & Photonics Symposium «CROPS 2017» (27 ноября - 6 декабря 2017 г.), международном 45-м Конгрессе FEBS «Molecules of Life: Towards New Horizons» (Любляна, Словения 2021), на международной конференции «Рецепторы и внутриклеточная сигнализация» (Пу-щино, Россия 2021), международной научной конференции «Наука и инновации» (Ташкент, Узбекистан, 2022), международной научной конференции «Клеточные технологии в экспериментальной медицине» (Курск, Россия 2022), VII Съезде биофизиков России (Краснодар, Россия, 2023) и др.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 29 печатных работ, из них 4 статьи в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК, 8 статей в рецензируемых журналах базы данных WoS/Scopus и 16 тезисов в материалах конференций, получен патент на способ и устройство№ 2783111 «Способ защиты нейронов при нейродегенеративных заболеваниях и устройство для его осуществления».

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Митохондрии

1.1.1 Структурная организация митохондрий

Митохондрии являются многофункциональными клеточными органеллами. Их размер составляет в среднем около 0,7-2 мкм. Они имеют собственный генетический материал в виде кольцевой молекулы ДНК. Занимая 20-40 % клеточного объема в зависимости от типа клеток (Liao et al. 2021), митохондрии обеспечивают клетки энергией и выполняют жизненно важные метаболические функции. Несмотря на малый размер, митохондрии оптимально организованы для выполнения своих задач. Структурно они имеют две мембраны (внешнюю и внутреннюю), межмембранное пространство и внутреннюю матрицу. Внутренняя митохондри-альная мембрана обладает большой площадью и окружает митохондриальный мат-рикс. В матриксе протекают реакции цикла трикарбоновых кислот, пируватдегид-рогеназного комплекса, окисления жирных кислот и некоторые процессы цикла мочевины (Herst et al. 2017). Обе митохондриальные мембраны содержат много активных и пассивных транспортных белков. Локализованные во внешней мембране порины обеспечивают транспорт между цитозолем и межмембранной областью молекул размером менее 10 кДа. При этом внутренняя мембрана является практически непроницаемой, а транспорт обеспечивают транспортные комплексы (Кольман and Рем 2000). Внутренняя мембрана митохондрий содержит электрон-транспортную цепь (ЭТЦ) и активно принимает участие в процессе окислительного фосфорилирования (ОФ) (Martin 2012). Так как она не проницаема для протонов, реакция дыхательной цепи поддерживает их градиент на необходимом физиологическом уровне. Благодаря этому процессу происходит накопление химической энергии в виде протон-движущей силы, которая используется АТФ-синтетазой для

синтеза аденозинтрифосфата (АТФ) из аденозиндифосфата (АДФ) и неорганического фосфата. Непроницаемая внутренняя мембрана поддерживает компартмен-тализацию коферментов, таких как НАД+, НАДН и KoA, а также метаболитов между матриксом и цитоплазмой (Bartolomé and Abramov 2015). Митохондрии необходимы для жизнедеятельности клетки, являясь ее энергетическими центрами, они производят большую часть АТФ путем окислительного фосфорилирования. (Cassimeris, Plopper, and Lingappa 2011). Митохондриальный геном кодирует 13 белков ЭТЦ. Ядро кодирует другие митохондриальные белки клетки (более 1000), которые обеспечивают такие процессы, как регуляция ионного гомеостаза, реакции на стресс, выработку активных форм кислорода (АФК) и передачу клеточных сигналов (Chandel 2014; Oberst, Bender, and Green 2008; Rizzuto et al. 2012; Tiku, Tan, and Dikic 2020).

1.1.2 Кальциевый транспорт в митохондриях

Ион кальция (Ca2+) является повсеместным вторичным ионом-мессенджером эукариотических клеток, участвующим во многих путях передачи сигналов (Abeti and Andrey Y. Abramov 2015; Berridge, Bootman, and Roderick 2003; Carafoli 2002). Первое описание важности Ca2+ в передаче клеточных сигналов было сделано в конце 19 века Рингером при изучении сокращений изолированного сердца (Ringer 1883). Дальнейшие исследования расширили представления о функциях и механизмах регуляции кальция (Baimbridge, Celio, and Rogers 1992; Berridge, Lipp, and Bootman 2000; Harootunian, Kao, and Tsien 1988).

Митохондрии были одними из первых внутриклеточных органелл клеток, которые показали физиологическую роль в накоплении и высвобождении внутриклеточного Ca2+ (Vasington and Murphy 1962). Первые исследования по поглощению Ca2+ митохондриями предшествовали хемиосмотической теории, которая затем обеспечила термодинамическую основу для понимания быстрого накопления положительно заряженного иона, такого как Ca2+, в матрице митохондрий (Mitchell and Moyle 1967).

В течение последних двух десятилетий сформировалось представление о физиологической функции накопления кальция (Ca2+) в митохондриях. Было показано, что поглощение митохондриями Ca2+ контролирует внутриклеточную передачу сигналов (Ca2+), процессы клеточного метаболизма, выживание клеток и другие специфические для клеточного типа функции путем буферизации цитозольного уровня Ca2+ и регулирования митохондриальных эффекторов. Различия в концентраций ионов кальция между цитоплазмой и внеклеточным пространством (1:10000) помогает клеткам запускать внутриклеточный сигнал в ответ на внутренние или внешние воздействия (Carafoli et al. 2001).

Откачка кальция из цитозоля для поддержания градиента между мембранами обеспечивается Na+/Ca+2 обменниками (NCX) и Са2+-АТФазой плазматической мембраны (PMCA). С помощью Са2+-АТФазы сарко/эндоплазматического ретику-лума (SERCA) происходит транспорт Ca2+ в люмен эндоплазматического ретику-лума (ЭР) (Bootman, Berridge, and Roderick 2002). При этом захват цитозольного Ca2+ в матрикс митохондрий осуществляется благодаря потенциал-зависимому ми-тохондриальному унипортеру Ca2+ (MCU). Являясь белковым комплексом на внутренней мембране митохондрий, он содержит порообразующий компонент и несколько регуляторных единиц (Zhang et al. 2019).

Одним из возможных дополнительных путей захвата кальция митохондриями относится антипортер Ca2+/H+, способный выполнять функции К+/Н+ обмен-ника (Jiang, Zhao, and Clapham 2009). Кроме этого, одним из механизмов быстрого захвата кальция митохондриями является система «быстрого поглощения» Са2+ митохондриями (RaM). Данный процесс протекает с большой скоростью в условиях низких концентраций цитозольного кальция (Bazil and Dash 2011). Немногие исследователи рассматривают RaM как потенциальный механизм накопления и изоляции Ca2+ митохондриями. На данный момент молекулярный принцип этого процесса не до конца ясен. Нокаут митохондриального кальциевого унипортера нарушает захват кальция митохондриями в режиме быстрого поглощения, вероятно, данный процесс реализуется через митохондриальный кальциевый унипортер (Baughman et al. 2011).

Благодаря кальциевым каналам, обменникам и АТФазам клетки способны регулировать различные физиологические процессы путем активации или ингибиро-вания путей передачи сигнала, связанных с кальцием. Витальная функция кальциевой сигнализация в нейронах, обеспечивает регуляцию высвобождения нейроме-диатора из пресинаптической терминали, процессы нейрональной возбудимости и синаптической пластичности (Berridge 2014). В ходе воздействия определенных стимулов на нейроны количество Ca2+ может локально колебаться от 100 нМ до 10 мкМ. Благодаря этому становится возможной регуляция процессов нейронального развития и синаптической пластичности, которые не чувствительны к большим концентрациям Ca2+. Изменения Ca2+ в нейронах происходит влияния электрической активности или с помощью агонистов через ионные каналы, а также за счет высвобождения кальция из внутриклеточных компартментов клетки в цитозоль (Zaichick, McGrath, and Caraveo 2017). Захват Ca2+ митохондриями нейронов вызывает стимуляцию митохондриального метаболизма и увеличение производства ми-тохондриальной энергии, что является физиологической ролью митохондриаль-ного Ca2+ в адаптации к физиологической активности клетки через увеличение продукции молекул АТФ. Сохранение повышенного цитоплазматического Ca2+ имеет цитотоксическое действие (Dupont and Combettes 2016). При этом превышение предела емкости Ca2+ митохондрии может привести к открытию митохондриальной поры переходной проницаемости (mPTP) и запустить каскад каспазы, провоцирующий апоптоз (Spät et al. 2008).

Запуск процесса выхода Ca2+ из митохондрий связан с обращением электронного входа этих ионов в унипортере, связанного со снижением градиента электрохимического потенциала. Направление пути переноса Ca2+ во многом определяет уровень мембранного потенциала (Bernardi 1999). Но данный механизм не характерен для физиологических состояний, так как сопряжен с падением мембранного потенциала и остановкой синтеза АТФ. Выход Ca2+ из митохондрий выполняется через Na+/Ca2+ обменник, расположенный на внутренней мембране митохондрий и функционирующий за счет электрохимического градиента Na+ для высвобождения

Ca2+ из матрикса митохондрий. При этом предполагается механизм встречного переноса трех ионов Na+ и одного иона Ca2+ (Jung, Baysal, and Brierley 1995). Исследования функций данного обменника показали, что его ингибирование приводит к запуску процесса клеточной смерти. Данные исследования могут свидетельствовать о необходимости вывода кальция из митохондрий (Gandhi et al. 2009a; Palty et al. 2010). Работа Са2+/Н+-обменника характерна для электроневозбудимых клеток. При реализации данного пути выхода кальция происходит закисление внутрими-тохондриального пространства.

Большинство нейродегенеративных заболеваний имеют в основе формирования патогенеза нарушения кальций-зависимых процессов клеток (Berridge 2011; Venkiteswaran and Hasan 2009; Безпрозванный 2010). В одной из гипотез формирования механизма старения мозга первичным является нарушение клеточного кальциевого гомеостаза (Berridge 2010; Bezprozvanny 2009).

1.1.3 Роль митохондриальной поры

Митохондриальная пора переходной проницаемости (mPTP) образована комплексом белков и представляет собой канал, проходящий через наружную и внутреннюю мембраны митохондрии (Abramov and Duchen 2011). Она давно известна как один из основных регуляторов митохондрий во время клеточной гибели (Singer and Ramsay 1990). Митохондриальная пора участвует во многих клеточных процессах. Она влияет на физиологию митохондрий, клеточный энергетический метаболизм и активацию запрограммированной гибели клеток, что делает ее привлекательной мишенью для модулирования различных физиологических и патологических состояний (Gandhi et al. 2012). Предполагается, что среди структурных компонентов поры - потенциалзависимый анионный канал (VDAC) и периферический бензодиазепиновый рецептор, расположенный на внешней митохондриаль-ной мембране (Пожилова, Новиков, and Левченкова 2014). Внутренняя мембрана содержит транслоказу адениновых нуклеотидов (ANT) (переносчик адениновых

нуклеотидов), а вблизи матрикса располагаются белок циклофилин D и фосфатные переносчики (Crompton 2003). Роль ANT была подтверждена ингибированием или активацией mPTP бонкрековой кислотой и атрактилозидом, которые являются лигандами ANT (Zamzami and Kroemer 2001). Предполагаемая роль цикло-филина D в регуляции mPTP была основана на наблюдении, что циклоспорин A (CsA), специфический ингибитор семейства циклофилинов, блокирует mPTP (Broekemeier, Dempsey, and Pfeiffer 1989). Кроме этого, имеются данные об участии АТФ-синтазы в образовании mPTP (Bonora, Giorgi, and Pinton 2022). АТФ-синтаза образует стабильное взаимодействие с переносчиком адениновых нуклео-тидов (ANT) и переносчиком неорганического фосфата в комплексах, называемых АТФ-синтасомами (Giorgio et al. 2013), а воздействие на субъединицы АТФ-син-тазы в живых клетках влияют на функционирование mPTP (Galber et al. 2021).

Процесс открытия mPTP существенно зависит от любых изменений митохондрий, к которым можно отнести избыточное образование АФК, перегрузку митохондрий Ca2+ , разобщение клеточного дыхания и окислительного фосфорилирова-ния (Edeas and Weissig 2013). Хотя хорошо известно, что митохондриальный Ca2+ является триггером для открытия mPTP, в физиологических условиях митохондрии могут накапливать большие количества Ca2+, не запуская открытия мито-хондриальной поры. Различные эндогенные модуляторы могут изменять порог концентрации Ca2+, необходимый для запуска открытия mPTP. Недавно было продемонстрировано, что Ca2+ связывается с сайтом, расположенным в растворимой части F1 (рядом с сайтом связывания Mg2+ между а- и ß-субъединицами) АТФ-син-тазы, чтобы вызвать открытие mPTP (Giorgio et al. 2017).

Изменение ММП является еще одним фактором, влияющим на открытие mPTP. Физиологические значения митохондриального мембранного потенциала удерживают поры закрытыми, в то время как снижение митохондриального мембранного потенциала способствует переходу к спонтанному запуску mPTP (Petronilli et al. 1994).

С учетом того факта, что нервные клетки являются терминально дифференцированными, долго живущими (несколько десятков лет, как правило сопоставимо

с возрастом конкретного индивида) и в них возможна лишь внутриклеточная регенерация, патологии в митохондриальном транспорте, приводящие к изменению скорости высвобождения ионов Ca2+ из митохондрий, могут быть причиной нейро-дегенерации (Gandhi et al. 2009a; Ludtmann et al. 2019). Перегрузка кальция может приводить к формированию mPTP и, как следствие, потере AYm, набуханию мат-рикса, повреждению внешней митохондриальной мембраны и выходу кальция и проапоптотических факторов: цитохрома С, митохондриального апоптоз-индуци-рующего фактора 1 (AIFM1), серинпептидазы HTRA2, Diablo и эндонуклеазы G. Высвобождение этих факторов запускает процесс апоптоза (Bonora et al. 2015; Kinnally et al. 2011; Vaseva et al. 2012; Zamzami et al. 1996).

Экспериментальные модели, воспроизводящие различные заболевания человека, показали, что снижение реактивности mPTP улучшает течение заболевания (Bonora et al. 2022). Однако в настоящее время ни один препарат, направленный на mPTP, не показал положительных результатов в завершенных клинических испытаниях.

1.2 Активные формы кислорода

Кислород необходим для нормального функционирования эукариотических организмов. Его роль в выживании связана с высоким окислительно-восстановительным потенциалом, что дает ему возможность активно принимать электроны от субстратов-восстановителей. Разные ткани имеют разные потребности в кислороде в зависимости от их метаболических потребностей. Нейроны и астроциты, два основных типа клеток головного мозга, в значительной степени ответственны за массовое потребление мозгом кислорода и глюкозы. Головной мозг составляет всего ~2 % от общей массы тела, но на его долю приходится более 20 % общего потребления кислорода (Halliwell 2006). Несмотря на незаменимость кислорода для живых организмов, состояние гипероксии вызывает токсичность, в том числе нейро-токсичность (Ahdab-Barmada et al. 1986). Токсичность и химическая активность

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Стельмащук Ольга Андреевна, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Kety S. S. Metabolism of the nervous system Text] / S.S. Kety // Edited by Richter, D. New Y&k. - 1957. - Т. 232.

2. Abramov A. Y. Cellular mechanisms of complex I-associated pathology [Text] / A. Y. Abramov, P. R. Angelova // Biochemical Society Transactions. - 2019. -Т. 47. - №. 6. - С. 1963-1969. doi.org/10.1042/BST20191042.

3. Son G. Roles of mitochondria in neuronal development [Text] / G. Son, J. Han //BMB reports. - 2018. - Т. 51. - №. 11. - С. 549. doi: 10.5483/BMB-Rep.2018.51.11.226.4. Herst P.M. et al. Functional Mitochondria in Health and Disease // Front. Endocrinol. (Lausanne). 2017. Vol. 8. P. 296. doi.org/10.1002/9780470725207.ch13

5. Beal M.F. Mitochondria and neurodegeneration [Text] / M.F. Beal // Mitochondrial Biology: New Perspectives: Novartis Foundation Symposium 287. Wiley Online Library, 2007. Vol. 287. P. 183-196.

6. Татарникова О.Г. Бета-амилоид и Тау-белок: структура, взаимодействие и прионоподобные свойства / [Текст] О.Г. Татарникова, М.А. Орлов, Н.В. Бобкова // Успехи биологической химии. 2015. Vol. 55, № 1. P. 351-390.

7. Arispe N. Alzheimer disease amyloid beta protein forms calcium channels in bilayer membranes: blockade by tromethamine and aluminum [Text] / N. Arispe, E. Rojas, H.B. Pollard // Proc. Natl. Acad. Sci. National Acad Sciences, 1993. Vol. 90, № 2. P. 567-571. https://doi.org/10.1073/pnas.90.2.567

8. Abramov A. Y. ß-amyloid peptides induce mitochondrial dysfunction and oxidative stress in astrocytes and death of neurons through activation of NADPH oxidase [Text] / A. Y. Abramov, L. Canevari, M. R. Duchen // Journal of Neuroscience. - 2004. - Т. 24. - №. 2. - С. 565-575. doi.org/10.1523/JNEUROSCI.4042-03.2004.

9. Esteras, N. Mitochondrial calcium deregulation in the mechanism of beta-amyloid and tau pathology [Text] / N. Esteras, A. Y. Abramov // Cells. - 2020. - Т. 9. -№. 9. - С. 2135. doi.org/10.3390/cells9092135.

10. Gandhi S. PINK1-associated Parkinson's disease is caused by neuronal vulnerability to calcium-induced cell death [Text] / S. Gandhi, A. Wood-Kaczmar, Z. Yao, H. Plun-Favreau, E. Deas, K. Klupsch, J. Downward, D. S. Latchman, S. J. Tabrizi, N. W. Wood, M. R. Duchen, A. Y. Abramov // Molecular cell. - 2009. - Т. 33. - №. 5. - С. 627-638. doi.org/10.1016/j.molcel.2009.02.013.

11. Sokolovski S. G. Singlet oxygen stimulates mitochondrial bioenergetics in brain cells [Text] / S. G. Sokolovski, E. U. Rafailov, A. Y. Abramov, P. R. Angelova // Free Radical Biology and Medicine. - 2021. - Т. 163. - С. 306-313. doi.org/ 10.1016/j.freeradbiomed.2020.12.022.

12. De Taboada L. Transcranial laser therapy attenuates amyloid-ß peptide neuropathology in amyloid-ß protein precursor transgenic mice [Text] / De Taboada, L., Yu, J., El-Amouri, S., Gattoni-Celli, S., Richieri, S., McCarthy, T., M. S. Kindy // J. Alzheimer's Dis. IOS Press, 2011. Vol. 23, № 3. P. 521-535. doi.org/10.3233/JAD-2010-100894

13. Wang J. Near-Infrared Photothermally Enhanced Photo-Oxygenation for Inhibition of Amyloid-ß Aggregation Based on RVG-Conjugated Porphyrinic Metal-Organic Framework and Indocyanine Green Nanoplatform [Text] / J. Wang, Y. Gu, X. Liu, Y. Fan, Y. Zhang, C. Yi, C. Cheng, M. Yang // Int. J. Mol. Sci. MDPI, 2022. Vol. 23, № 18. P. 10885.

14. Shevtsova E.F. Pharmacological sequestration of mitochondrial calcium uptake protects against dementia and ß-amyloid neurotoxicity / E. F. Shevtsova, P. R. An-gelova, O. A. Stelmashchuk, N. Esteras, N. A. Vasil'eva, A.V. Maltsev, P. N. Shevtsov, A.V. Shaposhnikov, V. P. Fisenko, S. O. Bachurin, A. Y. Abramov // Sci. Rep. Nature Publishing Group, 2022. Vol. 12, № 1. P. 1-17. doi.org/10.1038/s41598-022-16817-9

15. Ткачева О. Н. Клинические Рекомендации. Когнитивные расстройства у лиц пожилого и старческого возраста [Текст] / О. Н. Ткачева, Н. Н. Яхно, Н. Г. Незнанов, О. С. Левин, Е. И. Гусев, М. Ю. Мартынов, Ю. В. Котовская, Э. А. Мхи-тарян, М. А. Чердак, А. Н. Боголепова, И. В. Литвиненко, И. В. Емелин, В. Ю. Лоб-зин, Е. Е. Васенина, Н. М. Залуцкая, Р. И. Исаев, А. Ш. Чимагомедова, Н. Г. Дуд-ченко

16. Чимагомедова А. Ш. Социальные когнитивные функции при нейроде-генеративных заболеваниях [Текст] / А. Ш. Чимагомедова, Е. А. Ляшенко, О. В. Бабкина, О. В. Яковлева, Е. Е. Васенина, О. С. Левин // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. - 2017. - Т. 117. - №. 11. - С. 168.

17. Liao H. Mechanotranduction pathways in the regulation of mitochondrial homeostasis in cardiomyocytes [Text] / H. Liao, Y. Qi, Y. Ye, P. Yue, D. Zhang, Y. Li //Frontiers in cell and developmental biology. - 2021. - Т. 8. - С. 625089. doi.org/10.3389/fcell.2020.625089.

18. Кольман Я. Наглядная биохимия [Текст] / Я. Кольман, К. Г. Рем // Мир, 2000. - Т. 469. - С. 469.

19. Martin L. J. Biology of mitochondria in neurodegenerative diseases [Text] / L. J. Martin //Progress in molecular biology and translational science. - 2012. - Т. 107. - С. 355-415. doi.org/10.1016/B978-0-12-385883-2.00005-9.

20. Bartolomé F. Measurement of mitochondrial NADH and FAD autofluorescence in live cells [Text] / F. Bartolomé, A. Y. Abramov //Mitochondrial Medicine: Volume I, Probing Mitochondrial Function. - 2015. - С. 263-270. doi.org/10.1007/978-1-4939-2257-4_23.

21. Cassimeris L. Lewin's cells [Text] / L. Cassimeris, G. Plopper, V. R. Lin-gappa // Jones & Bartlett Publishers. - 2011. doi.org/10.1021/acsnano.0c09514

22. Rizzuto, R. Mitochondria as sensors and regulators of calcium signalling [Text] / R. Rizzuto, D. De Stefani, A. Raffaello, C. Mammucari // Nature reviews Molecular cell biology. - 2012. - Т. 13. - №. 9. - С. 566-578. doi.org/10.1038/nrm3412.

23. Chandel N. S. Mitochondria as signaling organelles [Text] / N. S. Chandel // BMC biology. - 2014. - Т. 12. - С. 1-7. doi.org/10.1186/1741-7007-12-34.

24. Oberst A. Living with death: the evolution of the mitochondrial pathway of apoptosis in animals [Text] / A. Oberst, C. Bender, D. R. Green // Cell Death & Differentiation. - 2008. - Т. 15. - №. 7. - С. 1139-1146. doi.org/10.1038/cdd.2008.65.

25. Tiku V., Tan M. W., Dikic I. Mitochondrial functions in infection and immunity [Text] / V. Tiku, M. W. Tan, I. Dikic // Trends in cell biology. - 2020. - Т. 30. -№. 4. - С. 263-275. doi.org/10.1016/j.tcb.2020.01.006.

26. Abeti R. Mitochondrial Ca2+ in neurodegenerative disorders [Text] / R., Abeti A. Y. Abramov // Pharmacological research. - 2015. - T. 99. - C. 377-381. doi.org/10.1016/j.phrs.2015.05.007.

27. Berridge M. J. Calcium signalling: dynamics, homeostasis and remodelling [Text] / M. J. Berridge, M. D. Bootman, H. L. Roderick // Nature reviews Molecular cell biology. - 2003. - T. 4. - №. 7. - C. 517-529. doi.org/10.1038/nrm1155.

28. Carafoli E. Calcium signaling: a tale for all seasons [Text] / E. Carafoli // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2002. - T. 99. - №. 3. - C. 11151122. doi.org/10.1073/pnas.032427999.

29. Ringer S. A. further contribution regarding the influence of the different constituents of the blood on the contraction of the heart [Text] / S. A. Ringer //The Journal of physiology. - 1883. - T. 4. - №. 1. - C. 29. 10.1113/jphysiol.1883.sp000120.

30. Baimbridge K. G. Calcium-binding proteins in the nervous system [Text] / K. G. Baimbridge, M. R. Celio, J. H. Rogers // Trends in neurosciences. - 1992. - T. 15.

- №. 8. - C. 303-308. doi.org/10.1016/0166-2236(92)90081 -I.

31. Berridge M. J. The versatility and universality of calcium signalling [Text] / M. J. Berridge, P. Lipp, M. D. Bootman // Nature reviews Molecular cell biology. - 2000.

- T. 1. - №. 1. - C. 11-21. doi.org/10.1038/35036035.

32. Harootunian A. T. Agonist-induced calcium oscillations in depolarized fibroblasts and their manipulation by photoreleased ins (l, 4, 5) p3, and Ca2+ and Ca2+ buffer [Text] / A. T. Harootunian, J. P. Y. Kao, R. Y. Tsien // Cold spring harbor symposia on quantitative biology. - Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1988. - T. 53. - C. 935943. doi: 10.1101/SQB.1988.053.01.108.

33. Vasington F. D. Ca++ uptake by rat kidney mitochondria and its dependence on respiration and phosphorylation [Text] / F. D. Vasington, J. V. Murphy // Journal of Biological Chemistry. - 1962. - T. 237. - №. 8. - C. 2670-2677. doi.org/10.1016/S0021-9258(19)73805-8.

34. Mitchell P. Chemiosmotic hypothesis of oxidative phosphorylation [Text] / P. Mitchell, J. Moyle //Nature. - 1967. - T. 213. - C. 137-139. doi.org/10.1038/213137a0.

35. Carafoli, E. Generation, control, and processing of cellular calcium signals [Text] / E. Carafoli, L. Santella, D. Branca, M. Brini //Critical reviews in biochemistry and molecular biology. - 2001. - T. 36. - №. 2. - C. 107-260. doi.org/10.1080/20014091074183.

36. Bootman M. D. Calcium signalling: more messengers, more channels, more complexity [Text] / M. D. Bootman, M. J. Berridge, H. L. Roderick // Current Biology. -2002. - T. 12. - №. 16. - C. R563-R565. doi.org/10.1016/S0960-9822(02)01055-2.

37. Zhang L. Role of mitochondrial calcium uniporter-mediated Ca2+ and iron accumulation in traumatic brain injury [Text] / L. Zhang, H. Wang, X. Zhou, L. Mao, K. Ding, Z. Hu // Journal of cellular and molecular medicine. - 2019. - T. 23. - №. 4. - C. 2995-3009. doi.org/10.1111/jcmm.14206.

38. Jiang D. Genome-wide RNAi screen identifies Letm1 as a mitochondrial Ca2+/H+ antiporter [Text] / D. Jiang, L Zhao., D. E. Clapham // Science. - 2009. - T. 326. - №. 5949. - C. 144-147. doi: 10.1126/science.1175145.

39. Bazil J. N. A minimal model for the mitochondrial rapid mode of Ca2+ uptake mechanism [Text] / J. N. Bazil, R. K. Dash // PloS one. - 2011. - T. 6. - №. 6. - C. e21324. doi.org/10.1371/journal.pone.0021324.

40. Baughman J. M., Integrative genomics identifies MCU as an essential component of the mitochondrial calcium uniporter [Text] / J. M. Baughman, F. Perocchi, H. S. Girgis, M. Plovanich, C. A. Belcher-Timme, Y. Sancak, V. K. Mootha // Nature. -2011. - T. 476. - №. 7360. - C. 341-345. doi.org/10.1038/nature10234.

41. Berridge M. J. Calcium signalling and psychiatric disease: bipolar disorder and schizophrenia [Text] / M. J. Berridge //Cell and tissue research. - 2014. - T. 357. -C. 477-492. doi.org/10.1007/s00441-014-1806-z.

42. Zaichick S. V. The role of Ca2+ signaling in Parkinson's disease [Text] / S. V. Zaichick, K. M. McGrath, G. Caraveo // Disease models & mechanisms. - 2017. - T. 10. - №. 5. - C. 519-535. doi.org/10.1242/dmm.028738.

43. Dupont G. Fine tuning of cytosolic Ca 2+ oscillations [Text] / G. Dupont, L. Combettes //F1000Research. - 2016. - T. 5. 10.12688/f1000research.8438.1.

44. Spät A. High-and low-calcium-dependent mechanisms of mitochondrial calcium signalling [Text] / A. Spät, G. Szanda, G. Csordas, G. Hajnoczky // Cell calcium. -2008. - Т. 44. - №. 1. - С. 51-63. doi.org/10.1016/j.ceca.2007.11.015.

45. Bernardi P. Mitochondrial transport of cations: channels, exchangers, and permeability transition [Text] / P. Bernardi //Physiological reviews. - 1999. - Т. 79. - №. 4. - С. 1127-1155. doi.org/10.1152/physrev.1999.79.4.1127.

46. Jung D. W. The Sodium-Calcium Antiport of Heart Mitochondria Is Not Electroneutral (*) [Text] / D. W. Jung, K. Baysal, G. P. Brierley // Journal of Biological Chemistry. - 1995. - Т. 270. - №. 2. - С. 672-678. doi.org/10.1074/jbc.270.2.672.

47. Palty R. NCLX is an essential component of mitochondrial Na+/Ca2+ exchange [Text] / R. Palty, W. F. Silverman, M. Hershfinkel, T. Caporale, S. L. Sensi, J. Parnis, C. Nolte, D. Fishman, V. Shoshan-Barmatz, S. Herrmann, D. Khananshvili, I. Sekler // Proceedings of the National Academy of Sciences

48. Berridge M. J. Calcium hypothesis of Alzheimer's disease [Text] / M. J. Berridge // Pflügers Archiv-European Journal of Physiology. - 2010. - Т. 459. - С. 441-449. doi.org/10.1007/s00424-009-0736-1.

49. Безпрозванный И. Б. Система кальциевой сигнализации при нейроде-генерации [Текст] / И. Б. Безпрозванный // Acta Naturae (русскоязычная версия). -2010. - Т. 2. - №. 1. - С. 80-88. URL: https: [Электронный ресурс] / //cyberleninka.ru/article/n/sistema-kaltsievoy-signalizatsii-pri-neyrodegeneratsii (дата обращения: 03.05.2023).

50. Venkiteswaran G. Intracellular Ca2+ signaling and store-operated Ca2+ entry are required in Drosophila neurons for flight [Text] / G. Venkiteswaran, G. Hasan //Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2009. - Т. 106. - №. 25. - С. 10326-10331. doi.org/10.1073/pnas.0902982106.

51. Bezprozvanny I. Calcium signaling and neurodegenerative diseases [Text] / I. Bezprozvanny //Trends in molecular medicine. - 2009. - Т. 15. - №. 3. - С. 89-100. doi.org/10.1016/j.molmed.2009.01.001.

52. Abramov A.Y. Measurements of Threshold of Mitochondrial Permeability Transition Pore Opening in Intact and Permeabilized Cells by Flash Photolysis of Caged

Calcium BT - Neurodegeneration: Methods and Protocols [Text] / A.Y. Abramov, M.R Duchen.// ed. Manfredi G., Kawamata H. Totowa, NJ: Humana Press, 2011. P. 299-309. doi.org/10.1007/978-1-61779-328-8_19

53. Singer T. P. Mechanism of the neurotoxicity of MPTP: an update [Text] / T. P. Singer, R. R. Ramsay // FEBS letters. - 1990. - Т. 274. - №. 1-2. - С. 1-8. doi.org/10.1016/0014-5793(90)81315-F.56. Gandhi S. et al. Dopamine induced neurodegeneration in a PINK1 model of Parkinson's disease // PLoS One. 2012.

54. Пожилова Е. В. Регуляторная роль митохондриальной поры и возможности её фармакологической модуляции [Текст] / Пожилова Е. В., Новиков В. Е., Левченкова О. С // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. - 2014. - Т. 12. - №. 3. - С. 13-19.

55. Crompton M. On the involvement of mitochondrial intermembrane junctional complexes in apoptosis [Text] / M. Crompton //Current medicinal chemistry. -2003. - Т. 10. - №. 16. - С. 1473-1484. doi.org/10.2174/0929867033457197.

56. Zamzami N. The mitochondrion in apoptosis: how Pandora's box opens [Text] / N. Zamzami, G. Kroemer // Nature reviews Molecular cell biology. - 2001. - Т. 2. - №. 1. - С. 67-71. doi.org/10.1038/35048073.

57. Broekemeier K. M. Cyclosporin A is a potent inhibitor of the inner membrane permeability transition in liver mitochondria [Text] / K. M. Broekemeier, M. E. Dempsey, D. R. Pfeiffer // Journal of Biological Chemistry. - 1989. - Т. 264. - №. 14. -С. 7826-7830. doi.org/10.1016/S0021-9258(18)83116-7.

58. Bonora M. Molecular mechanisms and consequences of mitochondrial permeability transition [Text] / M. Bonora, C. Giorgi, P. Pinton //Nature Reviews Molecular Cell Biology. - 2022. - Т. 23. - №. 4. - С. 266-285. doi.org/10.1038/s41580-021-00433-y.

59. Galber C. The f subunit of human ATP synthase is essential for normal mi-tochondrial morphology and permeability transition [Text] / C. Galber, G. Minervini, G. Cannino, F. Boldrin, V. Petronilli, S. Tosatto, G. Lippe, V. Giorgio // Cell Reports. -2021. - Т. 35. - №. 6. - С. 109111. doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109111.

60. Galber C. The f subunit of human ATP synthase is essential for normal mitochondrial morphology and permeability transition [Text] / C. Galber, G. Minervini, G. Cannino, F. Boldrin, V. Petronilli, S. Tosatto, G. Lippe, V. Giorgio // Cell Reports. -2021. - T. 35. - №. 6. - C. 109111. doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109111.

61. Edeas M. Targeting mitochondria: strategies, innovations and challenges: the future of medicine will come through mitochondria [Text] / M. Edeas, V. Weissig // Mitochondrion. - 2013. - T. 13. - №. 5. - C. 389-390. doi.org/10.1016/j.mito.2013.03.009.

62. Giorgio V. Ca2+ binding to F-ATP synthase ß subunit triggers the mitochondrial permeability transition [Text] / V. Giorgio, V. Burchell, M. Schiavone, C. Bassot, G. Minervini, V. Petronilli, F. Argenton, M. Forte, S. Tosatto, G. Lippe, P. Bernardi //EMBO reports. - 2017. - T. 18. - №. 7. - C. 1065-1076. doi.org/10.15252/embr.201643354.

63. Petronilli V. Regulation of the permeability transition pore, a voltage-dependent mitochondrial channel inhibited by cyclosporin A [Text] / V. Petronilli, A. Nicolli, P. Costantini, R. Colonna, P. Bernardi // Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Bioenergetics. - 1994. - T. 1187. - №. 2. - C. 255-259. doi.org/10.1016/0005-2728(94)90122-8.

64. Ludtmann M. H. LRRK2 deficiency induced mitochondrial Ca2+ efflux inhibition can be rescued by Na+/Ca2+/Li+ exchanger upregulation [Text] / M. H. Ludtmann, M. Kostic, A. Horne, S. Gandhi, I. Sekler, A. Y. Abramov // Cell death & disease.

- 2019. - T. 10. - №. 4. - C. 265. doi.org/10.1038/s41419-019-.

65. Zamzami N. Inhibitors of permeability transition interfere with the disruption of the mitochondrial transmembrane potential during apoptosis [Text] / N. Zamzami, P. Marchetti, M. Castedo, T. Hirsch, S. A. Susin, B. Masse, G. Kroemer // FEBS letters.

- 1996. - T. 384. - №. 1. - C. 53-57. doi.org/10.1016/0014-5793(96)00280-3.

66. Vaseva A. V. p53 opens the mitochondrial permeability transition pore to trigger necrosis [Text] / A. V. Vaseva, N. D. Marchenko, K. Ji, S. E. Tsirka, S. Holzmann, U. M. Moll // Cell. - 2012. - T. 149. - №. 7. - C. 1536-1548. doi.org/10.1016/j.cell.2012.05.014.

67. Bonora M. Molecular mechanisms and consequences of mitochondrial permeability transition [Text] / M. Bonora, C. Giorgi, P. Pinton //Nature Reviews Molecular Cell Biology. - 2022. - T. 23. - №. 4. - C. 266-285. doi.org/10.1038/s41580-021-00433-y.

68. Kinnally K. W. Is mPTP the gatekeeper for necrosis, apoptosis, or both? [Text] / K. W. Kinnally, P. M. Peixoto, S. Y. Ryu, L. M. Dejean // Biochimica et Bio-physica Acta (BBA)-Molecular Cell Research. - 2011. - T. 1813. - №. 4. - C. 616-622. doi.org/10.1016/j.bbamcr.2010.09.013.

69. Halliwell B. Oxidative stress and neurodegeneration: where are we now? [Text] / B. Halliwell // Journal of neurochemistry. - 2006. - T. 97. - №. 6. - C. 16341658. doi.org/10.1111/j.1471-4159.2006.03907.x.

70. Ahdab-Barmada M. Hyperoxia produces neuronal necrosis in the rat [Text] / M. Ahdab-Barmada, J. Moossy, E. M. Nemoto, M. R. Lin // Journal of Neuropathology & Experimental Neurology. - 1986. - T. 45. - №. 3. - C. 233-246. doi.org/10.1097/00005072-198605000-00005.

71. Moncada S. Nitric oxide, cell bioenergetics and neurodegeneration [Text] / S Moncada, J. P. Bolanos / /Journal of neurochemistry. - 2006. - T. 97. - №. 6. - C. 1676-1689.doi.org/10.1111/j.1471-4159.2006.03988.x

72. Dröge W. Free radicals in the physiological control of cell function [Text] / W. Dröge // Physiological reviews. - 2002. - T. 82. - №. 1. - C., 47-95. doi.org/10.1152/physrev.00018.2001.

73. Gandhi S. Mechanism of oxidative stress in neurodegeneration [Text] / S. Gandhi, A. Y. Abramov // Oxidative medicine and cellular longevity. - 2012. - T. 2012. doi.org/10.1155/2012/428010.

74. Angelova P. R. Mitochondria and lipid peroxidation in the mechanism of neurodegeneration: Finding ways for prevention [Text] / P. R. Angelova, N. Esteras, A. Y. Abramov // Medicinal Research Reviews. - 2021. - T. 41. - №. 2. - C. 770-784. doi.org/10.1002/med.21712

75. Przedborski S. Neurodegeneration [Text] / S. Przedborski //Neuroimmune Pharmacology. - 2017. - C. 345-354. doi.org/10.1007/978-3-319-44022-4_22.

76. Preobrazhenskaya I. S. The development and treatment of Alzheimer's disease: Some genetic aspects [Text] / I. S. Preobrazhenskaya, N. S. Snitskaya // Neurology, Neuropsychiatry, Psychosomatics. - 2014. - Т. 6. - №. 4. - С. 51-58. doi.org/10.14412/2074-2711-2014-4-51-58.

77. Nussbaum R. L. Alzheimer's disease and Parkinson's disease [Text] / R. L. Nussbaum, C. E. Ellis // New england journal of medicine. - 2003. - Т. 348. - №. 14. -С. 1356-1364. doi: 10.1056/NEJM2003ra020003.

78. Helmer, C. Mortality with dementia: results from a French prospective community-based cohort [Text] / C. Helmer, P. Joly, L. Letenneur, D. Commenges, J. F. Dartigues // American journal of epidemiology. - 2001. - Т. 154. - №. 7. - С. 642-648. doi.org/10.1093/aje/154.7.642.

79. Науменко А. А. Диагностика и лечение болезни Альцгеймера [Текст] / А. А. Науменко, Д. О. Громова, Н. В. Трофимова, И. С. Преображенская // Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. - 2016. - Т. 8. - №. 4. - С. 91-97.

80. Susanto T. A. K. Cognition, brain atrophy, and cerebrospinal fluid bi-omarkers changes from preclinical to dementia stage of Alzheimer's disease and the influence of apolipoprotein e [Text] / T. A. K. Susanto, E. P. K. Pu, J. Zhou // Journal of Alzheimer's Disease. - 2015. - Т. 45. - №. 1. - С. 253-268. doi: 10.3233/JAD-142451.

81. Thordardottir S. Preclinical cerebrospinal fluid and volumetric magnetic resonance imaging biomarkers in Swedish familial Alzheimer's disease [Text] / S. Thordardottir, A. K. Stahlbom, D. Ferreira, O. Almkvist, E. Westman, H. Zetterberg, M. Eriksdotter, K. Blennow, C. Graff // Journal of Alzheimer's Disease. - 2015. - Т. 43. - №. 4. - С. 1393-1402. doi: 10.3233/JAD-140339.

82. Arnold S. E. Cellular and Molecular Neuropathology of the Olfactory Epithelium and Central Olfactory Pathways in Alzheimer's Disease and Schizophrenia [Text] / S. E. Arnold, G. S. Smutzer, J. Q. Trojanowski, P. J. Moberg //Annals of the New York Academy of Sciences. - 1998. - Т. 855. - №. 1. - С. 762-775. doi.org/10.1111/j.1749-6632.1998.tb10656.x

83. Hansen D. V., Hanson J. E., Sheng M. Microglia in Alzheimer's disease [Text] / //Journal of Cell Biology. - 2018. - T. 217. - №. 2. - C. 459-472. doi.org/10.1083/icb.201709069

84. Serrano-Pozo A. Hyman. Reactive glia not only associates with plaques but also parallels tangles in Alzheimer's disease [Text] / A. Serrano-Pozo, M. L. Mielke, T. Gómez-Isla, R. A. Betensky, J. H. Growdon, M. P. Frosch, T. Bradley // The American journal of pathology. - 2011. - T. 179. - №. 3. - C. 1373-1384. doi.org/10.1016/i.ai-path.2011.05.047.

85. Block M. L. Microglia-mediated neurotoxicity: uncovering the molecular mechanisms [Text] / M. L. Block, L. Zecca, J. S. Hong // Nature Reviews Neuroscience.

- 2007. - T. 8. - №. 1. - C. 57-69. doi.org/10.1038/nrn2038.

86. Masters C. L. Alzheimer's disease [Text] / C. L. Masters, R. Bateman, K. Blennow, C. C. Rowe, R. A. Sperling, J. L. Cummings // Nature reviews disease primers.

- 2015. - T. 1. - №. 1. - C. 1-18. doi.org/10.1038/nrdp.2015.56.

87. Masters C. L. Alzheimer's disease [Text] / C. L. Masters, R. Bateman, K. Blennow, C. C. Rowe, R. A. Sperling, J. L. Cummings // Nature reviews disease primers.

- 2015. - T. 1. - №. 1. - C. 1-18. doi.org/10.1038/nrdp.2015.56.

88. Abramov A. Y. Interaction of misfolded proteins and mitochondria in neurodegenerative disorders [Text] / A. Y. Abramov, A. V. Berezhnov, E. I. Fedotova, V. P. Zinchenko, L. P. Dolgacheva // Biochemical Society Transactions. - 2017. - T. 45. - №. 4. - C. 1025-1033. doi.org/10.1042/BST20170024.

89. Du H. Early deficits in synaptic mitochondria in an Alzheimer's disease mouse model [Text] / H. Du, L. Guo, S. Yan, A. A. Sosunov, G. M. McKhann, S. Shi Du Yan // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2010. - T. 107. - №. 43. - C. 18670-18675. doi.org/10.1073/pnas.100658610.

90. Deas, E. Alpha-synuclein oligomers interact with metal ions to induce oxi-dative stress and neuronal death in Parkinson's disease [Text] / E. Deas, N. Cremades, P. R. Angelova, M. H. R. Ludtmann, Z. Yao, S. Chen, M. H. Horrocks, B. Banushi, D. Little, M. J. Devine, P. Gissen, D. Klenerman, C. M. Dobson, N. W. Wood, S. Gandhi, and A.

Y. Abramov // Antioxidants & redox signaling. - 2016. - T. 24. - №. 7. - C. 376-391. doi.org/10.1089/ars.2015.6343.

91. Caspersen C. Mitochondrial Aß: a potential focal point for neuronal metabolic dysfunction in Alzheimer's disease [Text] / C. Caspersen, N. Wang, J. Yao, A Sosunov, X. Chen, J. W. Lustbader, H. Wei Xu, D. Stern, G. McKhann, S.Du Yan //The FASEB Journal. - 2005. - T. 19. - №. 14. - C. 2040-2041. doi.org/10.1096/fj.05-3735fje.

92. Casley C. S. Sharpe ß-Amyloid inhibits integrated mitochondrial respiration and key enzyme activities [Text] / C. S. Casley, L. Canevari, J. M. Land, J. B. Clark, M. A. Sharpe // Journal of neurochemistry. - 2002. - T. 80. - №. 1. - C. 91-100. doi.org/10.1046/Ï.0022-3042.2001.00681 .x.

93. Aminzadeh, M. TRPM2 dependence of ROS-induced NLRP3 activation in Alzheimer's disease [Text] / M. Aminzadeh, M. Roghani, A. Sarfallah, G. H. Riazi // International immunopharmacology. - 2018. - T. 54. - C. 78-85. doi.org/10.1016/j.in-timp.2017.10.024.

94. Ma T. Amyloid ß-induced impairments in hippocampal synaptic plasticity are rescued by decreasing mitochondrial superoxide [Text] / T. Ma, C. A. Hoeffer, H. Wong, C. A. Massaad, P. Zhou, C. Iadecola, M. P. Murphy, R. G. Pautler, E. Klann // Journal of Neuroscience. - 2011. - T. 31. - №. 15. - C. 5589-5595. doi.org/10.1523/JNEUR0SCI.6566-10.2011.

95. McManus M. J. The mitochondria-targeted antioxidant MitoQ prevents loss of spatial memory retention and early neuropathology in a transgenic mouse model of Alzheimer's disease [Text] / M. J. McManus, M. P. Murphy, J. L. Franklin // Journal of Neuroscience. - 2011. - T. 31. - №. 44. - C. 15703-15715. doi.org/10.1523/JNEUR0-SCI.0552-11.2011.

96. Keller J. N. Increased sensitivity to mitochondrial toxin-induced apoptosis in neural cells expressing mutant presenilin-1 is linked to perturbed calcium homeostasis and enhanced oxyradical production [Text] / J. N. Keller, Q. Guo, F. W. Holtsberg, A. J. Bruce-Keller, M.P. Mattson // Journal of Neuroscience. - 1998. - T. 18. - №. 12. - C. 4439-4450. doi.org/10.1523/JNEUR0SCI.18-12-04439.1998.

97. Esteras N. Mitochondrial hyperpolarization in iPSC-derived neurons from patients of FTDP-17 with 10+ 16 MAPT mutation leads to oxidative stress and neurodegeneration [Text] / N. Esteras, J. D. Rohrer, J. Hardy, S. Wray, A. Y. Abramov //Redox biology. - 2017. - T. 12. - C. 410-422. doi.org/10.1016/j.redox.2017.03.008.

98. World Health Organization et al. First WHO ministerial conference on global action against dementia: meeting report, WHO Headquarters, Geneva, Switzerland, 16-17 March 2015. - 2015.

99. Fahn S. Description of Parkinson's disease as a clinical syndrome [Text] / S. Fahn //Annals of the New York Academy of Sciences. - 2003. - T. 991. - №. 1. - C. 114. doi.org/10.1111/j.1749-6632.2003.tb07458.x.

100. Bartels A. L. Parkinson's disease: the syndrome, the pathogenesis and pathophysiology [Text] / A. L. Bartels, K. L. Leenders // Cortex. - 2009. - T. 45. - №. 8. - C. 915-921. doi.org/10.1016/j .cortex.2008.11.010.

101. Burke R. E. Axon degeneration in Parkinson's disease [Text] / R. E. Burke, K. O' Malley // Experimental neurology. - 2013. - T. 246. - C. 72-83. doi.org/10.1016/j.expneurol.2012.01.011.

102. Lashuel H. A. The many faces of a-synuclein: from structure and toxicity to therapeutic target [Text] / H. A. Lashuel, C. R. Overk, A. Oueslati, E. Masliah //Nature Reviews Neuroscience. - 2013. - T. 14. - №. 1. - C. 38-48. doi.org/10.1038/nrn3406.

103. Lin M. T. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress in neurodegenerative diseases [Text] / M. T. Lin, M. F. Beal // Nature. - 2006. - T. 443. - №. 7113. - C. 787-795. doi.org/10.1038/nature05292.

104. Bender A. High levels of mitochondrial DNA deletions in substantia nigra neurons in aging and Parkinson disease [Text] / A. Bender, K. J. Krishnan, C. M. Morris, G. A. Taylor, A. K. Reeve, R. H. Perry, E. Jaros, J. S. Hersheson, J. Betts, T. Klopstock, R. W. Taylor, D. M. Turnbull // Nature genetics. - 2006. - T. 38. - №. 5. - C. 515-517. doi.org/10.1038/ng1769.

105. Ludtmann M. H. Monomeric alpha-synuclein exerts a physiological role on brain ATP synthase [Text] / M. H. Ludtmann, P. R. Angelova, N. N. Ninkina, S. Gandhi,

V. L. Buchman, A. Y. Abramov //Journal of Neuroscience. - 2016. - T. 36. - №. 41. -C. 10510-10521. doi.org/10.1523/JNEUR0SCI.1659-16.2016.

106. Angelova P. R. Alpha-synuclein and beta-amyloid-different targets, same players: calcium, free radicals and mitochondria in the mechanism of neurodegeneration [Text] / P. R. Angelova, A. Y. Abramov //Biochemical and biophysical research communications. - 2017. - T. 483. - №. 4. - C. 1110-1115. doi.org/10.1016/j.bbrc.2016.07.103

107. Haas R. H. Mitochondrial dysfunction in aging and diseases of aging [Text] / R. H. Haas //Biology. - 2019. - T. 8. - №. 2. - C. 48. doi.org/10.3390/biology8020048.

108. Wang C. The role of mitochondria in apoptosis [Text] / C. Wang, R. J. Youle //Annual review of genetics. - 2009. - T. 43. - C. 95-118. doi.org/10.1146/annurev-genet-102108-134850.

109. Nicholls D. G. Mitochondrial function and dysfunction in the cell: its relevance to aging and aging-related disease [Text] / D. G. Nicholls //The international journal of biochemistry & cell biology. - 2002. - T. 34. - №. 11. - C. 1372-1381. doi.org/10.1016/S1357-2725(02)00077-8.

110. Koopman W. J. H. Monogenic mitochondrial disorders [Text] / W. J. H. Koopman, P. H. G. M. Willems, J. A. M. Smeitink // New England Journal of Medicine. - 2012. - T. 366. - №. 12. - C. 1132-1141. doi: 10.1056/NEJMra1012478.

111. Niyazov D. M., Kahler S. G., Frye R. E. Primary mitochondrial disease and secondary mitochondrial dysfunction: importance of distinction for diagnosis and treatment [Text] / D. M. Niyazov, S. G. Kahler, R. E. Frye // Molecular syndromology. -2016. - T. 7. - №. 3. - C. 122-137. doi.org/10.1159/000446586.

112. Chinnery P. F. Primary mitochondrial disorders overview [Text] / P. F. Chin-nery // GeneReviews®[Internet]. - 2021 Bookshelf ID: NBK1224PMID: 20301403.

113. Wallace D. C. A mitochondrial paradigm of metabolic and degenerative diseases, aging, and cancer: a dawn for evolutionary medicine [Text] / D. C. Wallace // Annu. Rev. Genet. - 2005. - T. 39. - C. 359-407. doi.org/10.1146/an-nurev.genet.39.110304.095751.

114. Ramalingam M. Reactive oxygen/nitrogen species and their functional correlations in neurodegenerative diseases [Text] / M. Ramalingam, S. J. Kim //Journal of

Neural Transmission. - 2012. - T. 119. - C. 891-910. doi.org/10.1007/s00702-011-0758-7.

115. Calkins M. J. Assessment of newly synthesized mitochondrial DNA using BrdU labeling in primary neurons from Alzheimer's disease mice: Implications for impaired mitochondrial biogenesis and synaptic damage [Text] / M. J. Calkins, P. H. Reddy // Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Basis of Disease. - 2011. - T. 1812.

- №. 9. - C. 1182-1189. doi.org/10.1016/j.bbadis.2011.04.006.

116. Lin M. T. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress in neurodegenerative diseases [Text] / M. T. Lin, M. F. Beal // Nature. - 2006. - T. 443. - №. 7113. - C. 787-795. doi.org/10.1038/nature05292.

122. Chaturvedi R. K. Mitochondrial diseases of the brain [Text] / R. K. Chatur-vedi, M. F. Beal //Free Radical Biology and Medicine. - 2013. - T. 63. - C. 1-29. doi.org/ 10.1016/j.freeradbiomed.2013.03.018.

117. H Reddy P. Mitochondria as a therapeutic target for aging and neurodegenerative diseases [Text] / H Reddy P., P Reddy T // Current Alzheimer Research. - 2011.

- T. 8. - №. 4. - C. 393-409. doi.org/10.2174/156720511795745401.

118. Gorman G. S. Mitochondrial diseases [Text] / G. S. Gorman, P. F. Chinnery, S. DiMauro, M. Hirano, Y. Koga, R. McFarland, A. Suomalainen, D. R. Thorburn, M. Zeviani, D. M. Turnbull // Nature reviews Disease primers. - 2016. - T. 2. - №. 1. - C. 1-22. doi.org/10.1038/nrdp.2016.80.

119. Gorman G. S. Mitochondrial diseases [Text] / G. S. Gorman, P. F. Chinnery, S. DiMauro, M. Hirano, Y. Koga, R. McFarland, A. Suomalainen, D. R. Thorburn, M. Zeviani, D. M. Turnbull // Nature reviews Disease primers. - 2016. - T. 2. - №. 1. - C. 1-22. doi.org/10.1038/nrdp.2016.80.

120. Abramov, A. Y. Mechanism of neurodegeneration of neurons with mitochondrial DNA mutations [Text] / A. Y. Abramov, T. K. Smulders-Srinivasan, D. M. Kirby, R. Acin-Perez, J. A. Enriquez, R. N. Lightowlers, D. M. Turnbull // Brain. - 2010.

- T. 133. - №. 3. - C. 797-807. https: [Text] / //doi.org/10.1093/brain/awq015.

121. Himms-Hagen J. Cellular thermogenesis [Text] / J. Himms-Hagen // Annual review of physiology. - 1976. - T. 38. - №. 1. - C. 315-351. doi.org/10.1146/an-nurev.ph.38.030176.001531.

122. Weydt Thermoregulatory and metabolic defects in Huntington's disease transgenic mice implicate PGC-1a in Huntington's disease neurodegeneration [Text] / P. Weydt, V. V. Pineda, A. E. Torrence, R. T. Libby, T. F. Satterfield, E. R. Lazarowski, M. L. Gilbert, G. J. Morton, T. K. Bammler, A. D. Strand, L. Cui, R. P. Beyer, C. N. Easley, A. C. Smith, D. Krainc, S. Luquet, I. R. Sweet, M.W. Schwartz, A. R. La Spada // Cell metabolism. - 2006. - T. 4. - №. 5. - C. 349-362. doi.org/10.1016/j.cmet.2006.10.004.

123. Marcuzzo S., Isaia D., Bonanno S., Malacarne C., Cavalcante P., Zacheo A. et al. FM19G11-loaded gold nanoparticles enhance the proliferation and self-renewal of ependymal stem progenitor cells derived from ALS mice [Text] / C. Malacarne, P. Cavalcante, A. Zacheo, V. Laquintana, N. Denora, B. Sanavio, E. Salvati, P. Andreozzi, F. Stellacci, S. Krol, M. Mellado-Lopez, R. Mantegazza, V. Moreno-Manzano, P. Bernas-coni // Cells. - 2019. - T. 8. - №. 3. - C. 279. doi.org/10.3390/cells8030279.

124. Plun-Favreau H. HtrA2 deficiency causes mitochondrial uncoupling through the F1F0-ATP synthase and consequent ATP depletion [Text] / H. Plun-Favreau, V. S. Burchell, K. M. Holmström, Z. Yao, E. Deas, K. Cain, V. Fedele, N. Moisoi, M. Campanella, L. M. Martins, N. W. Wood, A V. Gourine, A. Y. Abramov // Cell death & disease. - 2012. - T. 3. - №. 6. - C. e335-e335. doi.org/10.1038/cddis.2012.77.

125. Bartolome F. Pathogenic VCP mutations induce mitochondrial uncoupling and reduced ATP levels [Text] / F. Bartolome, H. C. Wu, V. S. Burchell, E. Preza, S. Wray, C. J. Mahoney, H. Plun-Favreau // Neuron. - 2013. - T. 78. - №. 1. - C. 57-64. doi.org/ 10.1016/j.neuron.2013.02.028.

126. Ludtmann M. H. R. et al. Mutations in valosin-containing protein (VCP) decrease ADP/ATP translocation across the mitochondrial membrane and impair energy metabolism in human neurons [Text] / M. H. R. Ludtmann, C. Arber, F. Bartolome, M. de Vicente, E. Preza, E. Carro, H. Houlden, S. Gandhi, S. Wray, A. Y. Abramov //Journal of Biological Chemistry. - 2017. - T. 292. - №. 21. - C. 8907-8917. doi.org/10.1074/jbc.M116.762898.

127. Kann O. Mitochondria and neuronal activity [Text] / O. Kann, R. Kovács // American Journal of Physiology-Cell Physiology. - 2007. - T. 292. - №. 2. - C. C641-C657. doi.org/10.1152/aipcell.00222.2006.

128 Misgeld T. Mitostasis in neurons: maintaining mitochondria in an extended cellular architecture [Text] / T. Misgeld, T. L. Schwarz // Neuron. - 2017. - T. 96. - №. 3. - C. 651-666. doi.org/10.1016/i.neuron.2017.09.055.

129. Khacho M. Show more Mitochondrial dynamics impacts stem cell identity and fate decisions by regulating a nuclear transcriptional program [Text] / M. Khacho, A. Clark, D. S. Svoboda, J. Azzi, J. G. MacLaurin, C. Meghaizel, H.Sesaki, D. C. Lagace, M. Germain, M.-E. Harper, D. S. Park, R. S. Slack // Cell stem cell. - 2016. - T. 19. - №. 2. - C. 232-247. doi.org/10.1016/i.stem.2016.04.015.

130. Beckervordersandforth, R. Role of mitochondrial metabolism in the control of early lineage progression and aging phenotypes in adult hippocampal neurogenesis [Text] / R. Beckervordersandforth, B. Ebert, I. Schäffner, J. Moss, C. Fiebig, J. Shin, D. L. Moore, L. Ghosh, M. F. Trinchero, C. Stockburger, K. Friedland, K. Steib, J. von Wittgenstein, S. Keiner, C. Redecker, S. M. Hölter, W. Xiang, W. Wurst, R. Jagasia, A. F. Schinder, G. Ming, N. Toni, S. Jessberger, H. Song, D. C. Lie // Neuron. - 2017. - T. 93.

- №. 3. - C. 560-573. e6. doi.org/10.1016/i.neuron.2016.12.017.

131. Agostini, M. Metabolic Reprogramming during Neuronal Differentiation [Text] / M. Agostini, F. Romeo, S. Inoue, M. V. Niklison-Chirou, A. J. Elia, D. Dinsdale, N. Morone, R. A. Knight, T. W. Mak, G. Melino // Cell Death & Differentiation. - 2016.

- T. 23. - №. 9. - C. 1502-1514. /doi.org/10.1038/cdd.2016.36.

132. Dienel G. A. Brain glucose metabolism: integration of energetics with function [Text] / G. A. Dienel //Physiological reviews. - 2019. - T. 99. - №. 1. - C. 949-1045. doi.org/10.1152/physrev.00062.2017.

133. Abramov A. Y. Mitochondrial dysfunction and energy deprivation in the mechanism of neurodegeneration [Text] / A. Y., Abramov P. R. Angelova // Turkish Journal of Biochemistry. - 2019. - T. 44. - №. 6. - C. 723-729. doi.org/10.1515/tib-2019-0255.

134. McNair L. F. Metabolic characterization of acutely isolated hippocampal and cerebral cortical slices using [U-13 C] glucose and [1, 2-13 C] acetate as substrates [Text] / L. F. McNair, R. Kornfelt, A. B. Walls, J. V. Andersen, B. I. Aldana, J. D. Nissen, A. Schousboe, H. S. Waagepetersen //Neurochemical Research. - 2017. - T. 42. - C. 810826. doi.org/10.1007/s 11064-016-2116-5.

135. Andersen, J. V., Distinct differences in rates of oxygen consumption and ATP synthesis of regionally isolated non-synaptic mouse brain mitochondria [Text] / J. V. Andersen, E. Jakobsen, H.S. Waagepetersen, B. I. Aldana // Journal of Neuroscience Research. - 2019. - T. 97. - №. 8. - C. 961-974. doi.org/10.1002/jnr.24371.

136. Arias-Reyes C. NADH-linked mitochondrial respiration in the developing mouse brain is sex-, age-and tissue-dependent [Text] / C. Arias-Reyes, K. Losantos-Ra-mos, M. Gonzales, D. Furrer, J. Soliz // Respiratory Physiology & Neurobiology. - 2019.

- T. 266. - C. 156-162. doi.org/10.1016/j.resp.2019.05.011.

137. Snyder B. Chronic intermittent hypoxia induces oxidative stress and inflammation in brain regions associated with early-stage neurodegeneration [Text] / B. Snyder, B. Shell, J. T. Cunningham, R. L Cunningham // Physiological reports. - 2017. - T. 5. -№. 9. - C. e13258. doi.org/10.14814/phy2.13258.

138. Fu H. Selective vulnerability in neurodegenerative diseases [Text] / H. Fu, J. Hardy, K. E. Duff // Nature neuroscience. - 2018. - T. 21. - №. 10. - C. 1350-1358. doi.org/10.1038/s41593-018-0221-2.

139. Angelova P. R. Mitochondria and lipid peroxidation in the mechanism of neurodegeneration: Finding ways for prevention [Text] / P. R. Angelova, N. Esteras, A. Y. Abramov // Medicinal Research Reviews. - 2021. - T. 41. - №. 2. - C. 770-784. doi.org/10.1002/med.21712

140. Rodriguez-Rodriguez P. Underestimation of the pentose-phosphate pathway in intact primary neurons as revealed by metabolic flux analysis [Text] / P. Rodriguez-Rodriguez, E. Fernandez, J. P. Bolanos // Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism.

- 2013. - T. 33. - №. 12. - C. 1843-1845. doi:10.1038/jcbfm.2013.168.

150. Bolanos J. P. Bioenergetics and redox adaptations of astrocytes to neuronal activity [Text] / J. P. Bolanos // Journal of neurochemistry. - 2016. - T. 139. - C. 115125. doi.org/10.1111/inc.13486.

151. Vaarmann A. Dopamine induces Ca2+ signaling in astrocytes through reactive oxygen species generated by monoamine oxidase [Text] / A. Vaarmann, S. Gandhi, A. Y. Abramov // Journal of Biological Chemistry. - 2010. - T. 285. - №№. 32. - C. 2501825023. doi.org/10.1074/ibc.M110.111450.

152. Yamato M. Determination of reactive oxygen species associated with the degeneration of dopaminergic neurons during dopamine metabolism [Text] / M. Yamato, W. Kudo, T. Shiba, K. I. Yamada, T. Watanabe, H. Utsumi // Free radical research. -2010. - T. 44. - №. 3. - C. 249-257. doi.org/10.3109/10715760903456084.

153. Abramov A. Y. Three distinct mechanisms generate oxygen free radicals in neurons and contribute to cell death during anoxia and reoxygenation [Text] / A. Y. Abramov, A. Scorziello, M. R. Duchen // Journal of Neuroscience. - 2007. - T. 27. - №2. 5. - C. 1129-1138. doi.org/10.1523/JNEUR0SCI.4468-06.2007.

154. Kovac S. Seizure activity results in calcium-and mitochondria-independent ROS production via NADPH and xanthine oxidase activation [Text] / Kovac S., A. M. Domijan, M. C. Walker, A. Y. Abramov // Cell death & disease. - 2014. - T. 5. - №. 10.

- C. e1442-e1442. doi.org/10.1038/cddis.2014.390.

155. Wang J. Superoxide and non-ionotropic signaling in neuronal excitotoxicity [Text] / J. Wang, R. A. Swanson // Frontiers in Neuroscience. - 2020. - T. 4. - C. 861. doi.org/10.3389/fnins.2020.00861.

156. Bao L. Mitochondria are the source of hydrogen peroxide for dynamic brain-cell signaling [Text] / L. Bao, M. V. Avshalumov, J. C. Patel, C. R. Lee, E. W. Miller, C. J. Chang, M. E. Rice // Journal of Neuroscience. - 2009. - T. 29. - №. 28. - C. 90029010. doi.org/10.1523/JNEUR0SCI.1706-09.2009.

157. Cheng, X. Variability of mitochondrial energy balance across brain regions [Text] / X. Cheng, A. Y. Vinokurov, E. A. Zherebtsov, O. A. Stelmashchuk, P. R. Ange-lova, N. Esteras, A. Y. Abramov // Journal of Neurochemistry. - 2021. - T. 157. - №. 4.

- C. 1234-1243. doi.org/10.1111/inc.15239.

158. Monks, T. J. Symposium overview: the role of glutathione in neuroprotection and neurotoxicity [Text] / T. J. Monks, J. F. Ghersi-Egea, A. J. Cooper, E. A. Lock, J. L. Philbert // Toxicological sciences: an official journal of the Society of Toxicology.

- 1999. - Т. 51. - №. 2. - С. 161-177. doi.org/10.1093/toxsci/51.2.161.

159. de Souza R. F. Endurance training on rodent brain antioxidant capacity: A meta-analysis [Text] / R. F. de Souza, S. R. A. de Moraes, R. L. Augusto, Z. A. de Freitas,

D. Matos, F. J. Aidar, B. L. da Silveira Andrade-da // Neuroscience Research. - 2019. -Т. 145. - С. 1-9. doi.org/10.1016/i.neures.2018.09.0Q2.

160. Luczaj W. Antioxidants and HNE in redox homeostasis [Text] / W. Luczaj, A. Gçgotek, E. Skrzydlewska // Free Radical Biology and Medicine. - 2017. - Т. 111. -С. 87-101. doi.org/10.1016/i.freeradbiomed.2016.11.033.

161. Angelova P. R. Role of mitochondrial ROS in the brain: from physiology to neurodegeneration [Text] / P. R. Angelova, A. Y. Abramov // FEBS letters. - 2018. - Т. 592. - №. 5. - С. 692-702. doi.org/10.1002/1873-3468.12964

162. Edwards F. A. A unifying hypothesis for Alzheimer's disease: from plaques to neurodegeneration [Text] / F. A. Edwards // Trends in neurosciences. - 2019. - Т. 42.

- №. 5. - С. 310-322. doi.org/10.1016/i.tins.2019.03.003.

163. Ciccocioppo, F., Bologna, G., Ercolino, E., Pierdomenico, L., Simeone, P., Lanuti, P. et al. Neurodegenerative diseases as proteinopathies-driven immune disorders [Text] / //Neural Regeneration Research. - 2020. - Т. 15. - №. 5. - С. 850. doi: 10.4103/1673-5374.268971

164. Limanaqi F. Promiscuous roles of autophagy and proteasome in neurodegenerative proteinopathies [Text] / F. Limanaqi, F. Biagioni, S. Gambardella, P. Familiari, A. Frati, F. Fornai // International journal of molecular sciences. - 2020. - Т. 21. - №. 8.

- С. 3028. doi.org/10.3390/iims21083028.

165. Baev A.Y. Interaction of mitochondrial calcium and ROS in neurodegeneration [Text] / A. Y. Baev, Vinokurov A. Y., Novikova I. N., Dremin V. V., Potapova

E.V., Abramov A. Y. // Cells. - 2022. - Т. 11. - №. 4. - С. 706. doi.org/10.3390/cells11040706.

166. Moir R. D. The antimicrobial protection hypothesis of Alzheimer's disease [Text] / R. D. Moir, R. Lathe, R. E. Tanzi // Alzheimer's & Dementia. - 2018. - T. 14. -№. 12. - C. 1602-1614. doi.org/10.1016/ualz.2018.06.3040.

167. Cascella R. Calcium dyshomeostasis in Alzheimer's disease pathogenesis [Text] / R. Cascella, C. Cecchi // International journal of molecular sciences. - 2021. - T. 22. - №. 9. - C. 4914. doi.org/10.3390/ijms22094914.

168. Luongo T. S. The mitochondrial Na+/Ca2+ exchanger is essential for Ca2+ homeostasis and viability [Text] / T. S. Luongo, J. P. Lambert, P. Gross, M. Nwokedi, A. A. Lombardi, S. Shanmughapriya, A. C. Carpenter, D. Kolmetzky, E. Gao, J. H. van Berlo, E. J. Tsai, J. D. Molkentin, X. Chen, M. Madesh, S. R. Houser, J. W. Elrod // Nature. - 2017. - T. 545. - №. 7652. - C. 93-97. doi.org/10.1038/nature22082.

169. McShanea R. Memantine for dementia [Text] / R. McShanea, M. J Westbya, E. Roberts, N. Minakaran, L. Schneider, L. E Farrimond, N. Maayan, J. Ware, J. Debarros // The Cochrane database of systematic reviews. - 2005. - №. 3. - C. CD003154-CD003154. 10.1002/14651858.cd003154.pub4

170. Karu T. Primary and secondary mechanisms of action of visible to near-IR radiation on cells [Text] / T. Karu //Journal of Photochemistry and photobiology B: Biology. - 1999. - T. 49. - №. 1. - C. 1-17. doi.org/10.1016/S1011-1344(98)00219-X

171. Taniguchi A. Attenuation of the Aggregation and Neurotoxicity of Amyloid-ß Peptides by Catalytic Photooxygenation [Text] / A. Taniguchi, D. Sasaki, A. Shiohara, T. Iwatsubo, T. Tomita, Y. Sohma, M. Kanai / /Angewandte Chemie International Edition. - 2014. - T. 53. - №. 5. - C. 1382-1385. doi.org/10.1002/anie.201308001.

172. Barz B. Pathways of amyloid-ß aggregation depend on oligomer shape [Text] / B. Barz, Q. Liao, B. Strodel // Journal of the American Chemical Society. - 2018. - T. 140. - №. 1. - C. 319-327. doi.org/10.1021/jacs.7b10343.

173. Karran E. The amyloid cascade hypothesis for Alzheimer's disease: an appraisal for the development of therapeutics [Text] / E. Karran, M. Mercken, B. D. Strooper // Nature reviews Drug discovery. - 2011. - T. 10. - №. 9. - C. 698-712. doi.org/10.1038/nrd3505.

174. Gao W. Nitrogen-doped carbonized polymer dots: a potent scavenger and detector targeting Alzheimer's ß-amyloid plaques [Text] / W. Gao, W. Wang, X. Dong, Y. Sun // Small. - 2020. - T. 16. - №. 43. - C. 2002804. doi.org/10.1002/smll.202002804.

175. Fork R. L. Laser stimulation of nerve cells in Aplysia [Text] / R. L. Fork // Science. - 1971. - T. 171. - №. 3974. - C. 907-908. doi: 10.1126/science.171.3974.907.

176. Mester E. The stimulating effect of low power laser rays on biological systems [Text] / E. L. G. S. M. Mester, G. Ludany, M. Selyei, B. Szende //. - Medical Univ., Budapest, 1968.

177. Liu W. Photoresponsive materials for intensified modulation of Alzheimer's amyloid-ß protein aggregation: a review [Text] / W. Liu, X. Dong, Y. Liu, Y. Sun // Acta Biomaterialia. - 2021. - T. 123. - C. 93-109. doi.org/10.1016/Uctbio.2021.01.018Get rights and content.

178. Lee H. P. Light-responsive inorganic biomaterials for biomedical applications [Text] / H. P. Lee, A. K. Gaharwar // Advanced Science. - 2020. - T. 7. - №. 17. -C. 2000863. doi.org/10.1002/advs.202000863.

179. Zhang H. NIR-II Hydrogen-Bonded Organic Frameworks (HOFs) Used for Target-Specific Amyloid-ß Photooxygenation in an Alzheimer's Disease Model [Text] / H. Zhang, D. Yu, S. Liu, C. Liu, Z. Liu, J. Ren, X. Qu // Angewandte Chemie International Edition. - 2022. - T. 61. - №. 2. - C. e202109068. doi.org/10.1002/anie.202109068.

180. Du Z. Current strategies for modulating Aß aggregation with multifunctional agents [Text] / Z. Du, M. Li, J. Ren, X. Qu // Accounts of Chemical Research. - 2021. -T. 54. - №. 9. - C. 2172-2184. doi.org/10.1021/acs.accounts.1c00055.

181. Kuk S. Rattle-Structured Upconversion Nanoparticles for Near-IR-Induced Suppression of Alzheimer's ß-Amyloid Aggregation [Text] / S. Kuk, B. I. Lee, J. S. Lee, C. B.Park //Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany). - 2017. - T. 13. - №. 11. doi: 10.1002/smll.201603139.

182. Zhang J. Photodynamic micelles for amyloid ß degradation and aggregation inhibition [Text] / J. Zhang, J. Liu, Y. Zhu, Z. Xu, J. Xu, T. Wang, H. Yub, W. Zhang //

Chemical Communications. - 2016. - T. 52. - №. 81. - C. 12044-12047. doi.org/10.1039/C6CC06175C.

183. Anquez F. Production of singlet oxygen by direct photoactivation of molecular oxygen [Text] / F. Anquez, A. Sivéry, I. El Yazidi-Belkoura, J. Zemmouri, P. Suret, S. Randoux, E. Courtade //Singlet oxygen: applications in biosciences and nanosciences. - 2016. - T. 1. - C. 75-91. doi:10.1039/9781782622208-00075.

184. Blazquez-Castro A. Direct 1O2 optical excitation: A tool for redox biology [Text] / A. Blazquez-Castro //Redox biology. - 2017. - T. 13. - C. 39-59. doi.org/10.1016/j.redox.2017.05.011.

185. Sokolovski S. G. Infrared laser pulse triggers increased singlet oxygen production in tumour cells [Text] / S. G. Sokolovski, S. A. Zolotovskaya, A. Goltsov, C. Pourreyron, A. P. South, E. U. Rafailov // Scientific reports. - 2013. - T. 3. - №. 1. - C. 1-7. doi: 10.1038/srep03484.

186. Zakharov S. D. Light-oxygen effect in cells and its potential applications in tumour therapy [Text] / S. D. Zakharov, A. V. Ivanov // Quantum electronics. - 1999. -T. 29. - №. 12. - C. 1031. doi 10.1070/QE1999v029n12ABEH001629.

187. Saenko Y. V. Mitochondrial dependent oxidative stress in cell culture induced by laser radiation at 1265 nm [Text] / Y. V. Saenko, E. S. Glushchenko, I. O. Zolotovskii, E. Sholokhov, A. Kurkov // Lasers in medical science. - 2016. - T. 31. - C. 405-413. doi.org/10.1007/s10103-015-1861-z.

188. Liu W. Composite of gold nanoclusters and basified human serum albumin significantly boosts the inhibition of Alzheimer's P-amyloid by photo-oxygenation [Text] / W. Liu, H. Zhang, X. Dong, Y. Sun // Acta Biomaterialia. - 2022. - T. 144. - C. 157167. doi.org/10.1016/j.actbio.2022.03.019.

189. Novikova I. N., Adrenaline induces calcium signal in astrocytes and vasoconstriction via activation of monoamine oxidase [Text] / I. N. Novikova, A. Manole, E. A. Zherebtsov, D. D. Stavtsev, M. N. Vukolova, A. V. Dunaev, P. R. Angelova, A. Y. Abramov // Free Radical Biology and Medicine. - 2020. - T. 159. - C. 15-22. doi.org/ 10.1016/j.freeradbiomed.2020.07.011.

190. Стельмащук О.А. Различия параметров митохондриального метаболизма в клетках разных отделов головного мозга [Текст] / О.А. Стельмащук, А.Ю. Винокуров, Е.А. Жеребцов, А.Ю. Абрамов // Рецепторы и внутриклеточная сигнализация. Сборник статей. Пущино, - 2021. С. 372-377. ID: 46126138

191. Angelova P. R. Carbon monoxide neurotoxicity is triggered by oxidative stress induced by ROS production from three distinct cellular sources [Text] / P. R. Angelova, I. Myers, A. Y. Abramov // Redox Biology. - 2023. - С. 102598. doi.org/10.1016/j.redox.2022.102598

192. Imamura H. Visualization of ATP levels inside single living cells with fluorescence resonance energy transfer-based genetically encoded indicators [Text] /H. Imamura, K. P. Huynh Nhat, H. Togawa, K. Saito, R. Iino, Y. Kato-Yamada, T. Nagai, H. Noji //Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2009. - Т. 106. - №2. 37. -С. 15651-15656. doi.org/10.1073/pnas.0904764106

193. Стельмащук О.А. Влияние Р-амилоидной нейротоксичности на внутриклеточный кальций в токсической модели болезни альцгеймера in vitro [Текст] / О.А. Стельмащук // Клеточные технологии в экспериментальной медицине сборник научных трудов по материалам II Международной научно-практической конференции (Курск, 30 сентября 2022 года) - 2022. - С. 51-52.

194. Новикова И.Н. Изучение изменения митохондриального мембранного потенциала при лазерном облучении длиной волны 1267 нм раковых клеток линии B16 [Текст] / И.Н. Новикова, Е.В. Потапова, В.В. Дрёмин, А.Ю. Абрамов, А.В. Дунаев // Рецепторы и внутриклеточная сигнализация. Сборник статей. Пущино, -2021. С. 357-362 ID: 46126135

195. Magistretti P.J. A cellular perspective on brain energy metabolism and functional imaging [Text] / P.J. Magistretti, I. Allaman // Neuron. Elsevier, 2015. Vol. 86, № 4. P. 883-901. doi.org/10.1016/j.neuron.2015.03.035

196. Билан Д.С. Основные редокс-пары клетки [Текст] / Д.С. Билан, А.Г. Шохина, С.А. Лукьянов, В.В. Белоусов // Биоорганическая химия. Федеральное государственное бюджетное учреждение" Российская академия наук", - 2015. - Т. 41. - № 4. - С. 385. ID: 23661686

197. Alano C. C. Poly (ADP-ribose) polymerase-1-mediated cell death in astrocytes requires NAD+ depletion and mitochondrial permeability transition [Text] / C. C. Alano, W. Ying, R. A. Swanson // Journal of Biological Chemistry. - 2004. - T. 279. -№. 18. - C. 18895-18902. https: [Text] / //doi.org/10.1074/jbc.M313329200.

198. Alano C. C. NAD+ depletion is necessary and sufficient forPoly (ADP-ri-bose) polymerase-1-mediated neuronal death [Text] / Conrad C. Alano, P. Garnier, W. Ying, Y. Higashi, T. M. Kauppinen, R. A. Swanson // Journal of Neuroscience. - 2010.

- T. 30. - №. 8. - C. 2967-2978 doi.org/10.1523/JNEUR0SCI.5552-09.2010

199. Ying W. NAD+/NADH and NADP+/NADPH in cellular functions and cell death: regulation and biological consequences [Text] / W. Ying // Antioxidants & redox signaling. - 2008. - T. 10. - №. 2. - C. 179-206. doi.org/10.1089/ars.2007.1672.

200. Rutter J. Regulation of clock and NPAS2 DNA binding by the redox state of NAD cofactors [Text] / J. Rutter, M. Reick, L. C. Wu, S. L. McKnight // Science. - 2001.

- T. 293. - №. 5529. - C. 510-514. doi: 10.1126/science.1060698.

201. Ziegler M. New functions of a long-known molecule: Emerging roles of NAD in cellular signaling [Text] / M. Ziegler //European journal of biochemistry. - 2000.

- T. 267. - №. 6. - C. 1550-1564. doi.org/10.1046/i.1432-1327.2000.01187.x.

202. Leyssens, A. The relationship between mitochondrial state, ATP hydrolysis, [Mg2+] i and [Ca2+] i studied in isolated rat cardiomyocytes [Text] / A. Leyssens, A. V. Nowicky, L. Patterson, M. Crompton, M. R. Duchen //The Journal of physiology. - 1996.

- T. 496. - №. 1. - C. 111-128. doi.org/10.1113/iphysiol. 1996.sp021669.

203. Vinokurov A. Y. Brain region specificity in reactive oxygen species production and maintenance of redox balance [Text] / A. Y. Vinokurov, 0. A. Stelmashchuk, P. A. Ukolova, E. A. Zherebtsov, A. Y. Abramov // Free Radical Biology and Medicine. -2021. - T. 174. - C. 195-201. doi.org/10.1016/i.freeradbiomed.2021.08.014.

204. Zielonka J. Hydroethidine-and MitoS0X-derived red fluorescence is not a reliable indicator of intracellular superoxide formation: another inconvenient truth [Text] / J. Zielonka, B. Kalyanaraman, / /Free Radic Biol Med. - 2010. - T. 48. - №. 8. - C. 983-1001. doi.org/10.1016/i.freeradbiomed.2010.01.028.

205. Michalski, R. On the use of fluorescence lifetime imaging and dihydroeth-idium to detect superoxide in intact animals and ex vivo tissues: a reassessment [Text] / R. Michalski, B. Michalowski, A. Sikora, J. Zielonka, B. Kalyanaraman // Free Radical Biology and Medicine. - 2014. - T. 67. - C. 278-284. doi.org/10.1016/j.freeradbio-med.2013.10.816.

206. Zhao H. Superoxide reacts with hydroethidine but forms a fluorescent product that is distinctly different from ethidium: potential implications in intracellular fluorescence detection of superoxide [Text] / H. Zhao, S. Kalivendi, H. Zhang, J. Joseph, K. Nithipatikom, J. Vasquez-Vivar, B. Kalyanaraman // Free Radical Biology and Medicine.

- 2003. - T. 34. - №. 11. - C. 1359-1368. doi.org/10.1016/S0891 -5849(03)00142-4.

207. Berezhnov A. V. Dopamine controls neuronal spontaneous calcium oscillations via astrocytic signal [Text] / A. V. Berezhnov, E. I. Fedotova, A.I. Sergeev, I. Y. Teplov, A. Y. Abramov // Cell Calcium. - 2021. - T. 94. - C. 102359. doi.org/ 10.1016/j.ceca.2021.102359.

208. Abramov A. Y. The role of an astrocytic NADPH oxidase in the neurotoxicity of amyloid beta peptides [Text] / A. Y. Abramov, M. R. Duchen // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. - 2005. - T. 360. - №. 1464.

- C. 2309-2314. doi.org/10.1098/rstb.2005.1766.

209. Brennan A. M. NADPH oxidase is the primary source of superoxide induced by NMDA receptor activation [Text] / A. M. Brennan, S. Won Suh, Won S. Joon, P. Narasimhan, T. M. Kauppinen // Nature neuroscience. - 2009. - T. 12. - №. 7. - C. 857863. doi.org/10.1038/nn.2334.

210. Angelova P. R. Functional role of mitochondrial reactive oxygen species in physiology [Text] / P. R. Angelova, A. Y. Abramov // Free radical biology and medicine.

- 2016. - T. 100. - C. 81-85. doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2016.06.005.

211. Domijan A. M. Lipid peroxidation is essential for phospholipase C activity and the inositol-trisphosphate-related Ca2+ signal [Text] / A. M. Domijan, S. Kovac, A. Y. Abramov // Journal of cell science. - 2014. - T. 127. - №. 1. - C. 21-26. doi.org/10.1242/jcs.138370

212. Cohen, G. Signaling properties of 4-hydroxyalkenals formed by lipid peroxidation in diabetes [Text] / G. Cohen, Y. Riahi, V. Sunda, S. Deplano, C. Chatgili-aloglu, C. Ferreri, N. Kaiser, S. Sasson // Free Radical Biology and Medicine. - 2013. -T. 65. - C. 978-987. doi.org/10.1016/i .freeradbiomed.2013.08.163.

213. Dringen, R. Glutathione Pathways in the Brain [Text] / R. Dringen, J. Hirrlinger //- 2003. - T. 384. - №. 4. - C., 505-516. doi.org/10.1515/BC.2003.059

214. Angelova P. R. Pharmacological sequestration of mitochondrial calcium uptake protects neurons against glutamate excitotoxicity [Text] / P.R. Angelova, D. Vinogradova, M. E. Neganova, T. P. Serkova, V. V. Sokolov, S.0. Bachurin, E. F. Shev-tsova, A. Y. Abramov // Molecular neurobiology. - 2019. - T. 56. - C. 2244-2255. doi.org/10.1007/s12035-018-1204-8

215. Surmeier D. J. Selective neuronal vulnerability in Parkinson disease [Text] / D. J. Surmeier, J. A. 0beso, G. M. Halliday // Nature Reviews Neuroscience. - 2017. -T. 18. - №. 2. - C. 101-113. doi.org/10.1038/nrn.2016.178.

216. Verkhratsky A. Stratification of astrocytes in healthy and diseased brain [Text] / A. Verkhratsky, R. Zorec, V. Parpura // Brain Pathology. - 2017. - T. 27. - №. 5. - C. 629-644. doi.org/10.1111/bpa.12537.

217. Angelova P. R. Interaction of neurons and astrocytes underlies the mechanism of Aß-induced neurotoxicity [Text] / P. R. Angelova, A. Y. Abramov // Biochemical Society Transactions. - 2014. - T. 42. - №. 5. - C. 1286-1290. doi.org/10.1042/BST20140153.

218. Herculano-Houzel S., Mota B., Lent R. Cellular scaling rules for rodent brains [Text] / S. Herculano-Houzel, B. Mota, R. Lent //Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2006. - T. 103. - №. 32. - C. 12138-12143. doi.org/10.1073/pnas.060491110

219. Abeti R. Mitochondrial Ca2+ in neurodegenerative disorders [Text] / R., Abeti A. Y. Abramov // Pharmacological research. - 2015. - T. 99. - C. 377-381. doi.org/10.1016/i.phrs.2015.05.007.

220. Betarbet R. Chronic systemic pesticide exposure reproduces features of Parkinson's disease [Text] / R. Betarbet, T. B. Sherer, G. Mackenzie, M. Garcia-osuna,

A. V. Panov, J. T. Greenamyre // Nature neuroscience. - 2000. - T. 3. - №2. 12. - C. 13011306. doi.org/10.1038/81834.

221. Mota B. All brains are made of this: a fundamental building block of brain matter with matching neuronal and glial masses [Text] / B. Mota, S. Herculano-Houzel // Frontiers in neuroanatomy. - 2014. - T. 8. - C. 127. doi.org/10.3389/fnana.2014.00127.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в рецензируемых периодических изданиях

1. Shevtsova, E.F. Pharmacological sequestration of mitochondrial calcium uptake protects against dementia and ß-amyloid neurotoxicity [Text] / E.F. Shevtsova, P.R. Angelova, O.A. Stelmashchuk, N. Esteras, Vasil'eva N.A, Maltsev A.V., Shevtsov P.N., Shaposhnikov A.V., Fisenko V.P., S.O. Bachurin, A.Y. Abramov // Scientific Reports. - 2022. - Vol. 12(1) - 1-17.

2. Cheng X. Variability of mitochondrial energy balance across brain regions [Text] / X. Cheng, A. Vinokurov, E. Zherebtsov, O. Stelmashchuk, P. Angelova, N. Esteras, A. Abramov // Journal of Neurochemistry- 2022. - Vol. 157. - №. 4. - С. 12341243.

3. Vinokurov A. Y. Brain region specificity in reactive oxygen species production and maintenance of redox balance [Text] / A. Y. Vinokurov, O. A. Stelmashchuk, P. A. Ukolova, E. A. Zherebtsov, A. Y. Abramov // Free Radical Biology and Medicine

- 2021. - Vol.174 - 195-201.

4. Komilova, N. R. Metabolically induced intracellular pH changes activate mi-tophagy, autophagy, and cell protection in familial forms of Parkinson's disease [Text] / N. R. Komilova, P. R. Angelova, A. V. Berezhnov, O. A. Stelmashchuk, U. Z. Mirkhodjaev, H. Houlden, A.V. Gourine, N. Esteras, A. Y. Abramov // The FEBS Journal

- 2021. - Vol. 289(3) - 699-711.

5. Piavchenko G. complex morphofunctional approach for zinc toxicity evaluation in rats [Text] / Piavchenko G., Alekseev A., Stelmashchuk O., Seryogina E., Zherebtsov E., Kuznetsova E., Dunaev A., Volkov Yu., Kuznetsov S. // Heliyon - 2020.

- Vol. 6(4).

6. Vinokurov A. Assessment of Mitochondrial Membrane Potential and NADH Redox State in Acute Brain Slices [Text] / A. Vinokurov, V. Dremin, G. Piavchenko, O. Stelmashchuk, P. Angelova, A. Abramov // Mitochondrial Medicine. Volume 2: Assessing Mitochondria. - 2021. - 193-202.

7. Stelmashchuk O. Noninvasive control of the transport function of fluorescent coloured liposomal nanoparticles [Text] / O Stelmashchuk, E Zherebtsov, A Zherebtsova, E Kuznetsova, A Vinokurov, A Dunaev, A Mamoshin, I Snimshchikova, A Borsukov, A Bykov //Laser Physics Letters. - 2017. - Т. 14. - №. 6. - С. 065603.

8. Tarakanchikova Y. Allocation of rhodamine-loaded nanocapsules from blood circulatory system to adjacent tissues assessed in vivo by fluorescence spectroscopy [Text] / Y. Tarakanchikova, O. Stelmashchuk, E. Seryogina, G. Piavchenko, E. Zherebtsov, A. Dunaev, A. Popov, I. Meglinski //Laser Physics Letters. - 2018. - Т. 15. - №. 10. - С. 105601.

9. Долгих А.И. Регистрация параметров времени жизни флуоресценции для оценки патологического состояния клеток при нейродегенеративных заболеваниях [Текст] / А. И. Долгих, О. А. Стельмащук, Е. А. Жеребцов // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии - 2022. - № 3(353) - 127-134.

10. Стельмащук О.А. Технология транскутанной оценки активности мо-ноаминоксидаз на основе анализа параметров флуоресценции [Текст] / О.А. Стельмащук, В.В. Шуплецов, Е.А. Жеребцов // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии - 2022. - № 3(353) - 118-126.

11. Серёгина Е.С. Оценка влияния янтарной кислоты и соединений цинка на параметры метаболизма головного мозга крыс методом флуоресцентной спектроскопии [Текст] / Е.С. Серёгина, О.А. Стельмащук, Г.А. Пьявченко, А.Г. Алексеев, Е.В. Воробьёв, Е.А. Кузнецова, Е.А. Жеребцов, А.В. Дунаев // Технологии живых систем - 2018. - № 5 (15) - 37-46.

12. Пьявченко Г.А. Оценка токсического действия сукцината цинка на кору больших полушарий головного мозга крыс [Текст] / Г. А. Пьявченко, А. Г. Алексеев, Е. С. Серёгина, О. А. Стельмащук, Е. А. Жеребцов, А. В. Дунаев, С. Л. Кузнецов //Сеченовский вестник. - 2019. - Т. 10. - №. 2. - С. 29-35.

Статьи в сборниках конференций и тезисы докладов

13. Стельмащук О.А. Кальций-зависимая активация продукции митохон-дриальных АФК в клетках первичной культуры головного мозга [Текст] О.А. Стельмащук, А.Ю. Винокуров // Сборник научных трудов VII съезда биофизиков России: в 2 томах, том 1 - Краснодар: Типография ФГБОУ ВО «КубГТУ», 2023 -С. 166-167.

14. Крицкая К. А. Митохондриальная мегапора (mPTP) и процесс клеточной гибели [Текст] / К. А. Крицкая, О.А. Стельмащук, А.В. Бережнов, А.Ю. Абрамов// Сборник научных трудов VII съезда биофизиков России: в 2 томах, том 2 -Краснодар: Типография ФГБОУ ВО «КубГТУ», 2023 - С. 222.

15. Стельмащук О.А. Влияние ß-амилоидной нейротоксичности на внутриклеточный кальций в токсической модели болезни Альцгеймера in vitro [Текст] / О.А. Стельмащук // Клеточные технологии в экспериментальной медицине: сборник научных трудов по материалам II Международной научно-практической конференции (Курск, 30 сентября 2022 года) / - Курск: КГМУ, 2022. - 51-52

16. Стельмащук О.А. Роль митохондриального кальция и сингл етного кислорода в механизмах защитного эффекта в условиях амилоидной нейротоксич-ности [Текст] / О.А. Стельмащук, А.Ю. Абрамов, Е.Ф. Шевцова // Международная научная конференция молодых ученных «Наука и инновации»: сборник научных трудов (Ташкент 20 октября 2022 года) / Министерство инновационного развития Республики Узбекистан, Центр передовых технологий. - Т.: «Калеон пресс», 2022. - 150-152.

17. Стельмащук О.А. Различия параметров митохондриального метаболизма в клетках разных отделов головного мозга / О.А. Стельмащук, А.Ю. Винокуров, Е.А. Жеребцов, А.Ю. Абрамов // Рецепторы и внутриклеточная сигнализация. Сборник статей. Том 1, 2021. - С. 372-377.

18. Stelmashchuk O.A. Calcium dependent activation of mitochondrial ROS production in neurons and astrocytes [Text] / O.A. Stelmashchuk, A.Y. Vinokurov, A.Y. Abramov // FEBS OPEN BIO. - 111 RIVER ST, HOBOKEN 07030-5774, NJ USA : WILEY, 2021. - Т. 11. - С. 493-493 .

19. Долгих А.И. Измерение восстановленного глутатиона с помощью MCB [Текст] / А.И. Долгих, О.А. Стельмащук, Е.А. Жеребцов // Сборник научных трудов I международной научно-практической конференции. - Карачев, Карачевский филиал ФГБОУ ВО «ОГУ им. И.С. Тургенева», 3 марта 2020 г. - С. 21-23.

20. Dolgikh A. Measurements of mitochondrial NADH pool and NADH production rate in acute brain slices and primary cell cultures using live cell imaging [Text] / A. Dolgikh, O. Stelmashchuk, A. Vinokurov, E. Zherebtsov, A. Abramov // Proc. SPIE 11845, 2021, 118450L.

21. Stelmashchuk O. Use of fluorescent optical fibre probe for recording parameters of brain metabolism in rat model [Text] / O. Stelmashchuk, E. Seryogina, G. Piavchenko, A. Alekseyev, E. Zherebtsov, A. Dunaev, E. Vorobyev, A. Kuznetsova, E. Kuznetsova, E. Rafailov, I. Rafailov //Biophotonics: Photonic Solutions for Better Health Care VI. - SPIE, 2018. - Т. 10685. - С. 745-750.

22. Stelmashchuk O. Noninvasive control of rhodamine-loaded capsules distribution in vivo [Text] / O. Stelmashchuk, Y. Tarakanchikova, E. Seryogina, G. Pia-vchenko, E. Zherebtsov, A. Dunaev, A. Popov, I. Meglinski //Saratov Fall Meeting 2017: Optical Technologies in Biophysics and Medicine XIX. - SPIE, 2018. - Т. 10716. - С. 322-327.

23. Piavchenko G. A. Brain metabolism changes in cases of impaired breathing or blood circulation in rodents evaluated by real time optical spectroscopy methods [Text] / G. Piavchenko, E. Seryogina, K. Kandurova, V. Shupletsov, I. Kozlov, D. Stavtsev, O. Stelmashchuk, E. Zherebtsov, V. Dremin, A. Alekseyev, S. Kuznetsov, A. Dunaev, I. Meglinski //Optical Biopsy XVIII: Toward Real-Time Spectroscopic Imaging and Diagnosis. - SPIE, 2020. - Т. 11234. - С. 92-98.

24. Серёгина Е.С. Применение флуоресцентной спектроскопии для оценки влияния антиоксидантных веществ на метаболические процессы коры головного мозга [Текст] / Е.С. Серёгина, О.А. Стельмащук, Г.А. Пьявченко, А.Г. Алексеев, Е.К. Воробьёв, Е.А. Кузнецова, В.В. Дрёмин, Е.А. Жеребцов //БИОЛОГИЯ -НАУКА XXI ВЕКА: 22-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых, 23-27 апреля 2018 г., Пущино. Сборник тезисов, 2018. - С. 235.

25. Серёгина Е.С. Оценка функционального состояния структур коры головного мозга при помощи флуоресцентной спектроскопии [Текст] / Е.С. Серёгина, О.А. Стельмащук, Г.А. Пьявченко // Труды VII Всероссийского конгресса молодых ученых - СПб: Университет ИТМО, 2018.

26. Stelmashchuk O. Use of fluorescence spectroscopy for assessment of brain metabolism parameters in the rat model [Text] / O. Stelmashchuk, E. Seregina, G. Piavchenko, E. Vorobyev, E. Kuzntetsova // IV Summer School "Photonics Meets Biology" - Tarragona, Spain, September 19-22, 2017. - С.73.

27. Seryogina E. Fluorescence spectroscopy usage possibilities for the laboratory rats metabolism evaluation [Text] / E. Seryogina, O. Stelmashchuk, G. Pia-vchenko//Summer school on optics & photonics 2017 - Oulu, Finland, June 1-3, 2017. -С.57.

28. Stelmashchuk O. Imaging of rhodamine-loaded capsules distribution in vivo by fluorescence spectroscopy [Text] / O. Stelmashchuk, E. Seryogina, G. Pia-vchenko, E. Zherebtsov, Y. Tarakanchikova, A. Dunaev, A. Popov // Summer school on optics & photonics 2017 - Oulu, Finland, June 1-3 2017. - С.61.

Свидетельства о регистрации способа

29. Патент № 2783111 Российская Федерация, МПК A61N 5/067, A61B 18/20. Способ защиты нейронов при нейродегенеративных заболеваниях и устройство для его осуществления / Стельмащук О.А., Новикова И.Н., Потапова Е.В., Дремин В.В., Абрамов А.Ю., Жеребцов Е.А., Дунаев А.В.- заявл. 28.07.2021; опубл. 09.11.2022 Бюл. № 31