Исследование механизмов повреждения периферических нервов – ключевая проблема физиологии, биофизики и медицины. До настоящего времени не найдены механизмы, способные эффективно восстановить или усилить регенерационные процессы. Повреждение периферических нервов может привести к потере нейронной связи по сенсорным и двигательным нервам между ЦНС и периферическими органами, и они часто приводят к болезненным невропатиям из-за снижения двигательных и сенсорных функций и могут иметь катастрофические последствия для пациентов, резко влияя на их жизнедеятельность. Для отслеживания процесса регенерации могут выступать такие белки, как нулевой белок миелина и рост-ассоциированный белок-43.

Целью работы было исследование экспрессии аксонального белка (GAP-43) и белка шванновских клеток (P0) при повреждении седалищного нерва крысы и при действии ресвератрола.

Объектом исследования служили седалищные нервы половозрелых крыс линии Wistar. Животные были разделены на 3 экспериментальные группы: интактные животные, животные с поврежденным седалищным нервом, выводимые из эксперимента на протяжении месяца, с инъекцией ресвератрола.

В ходе выполнения работы были использованные следующие методы: препарирование седалищного нерва, выделение миелиновой фракции, определение количества белка по Лоури, электрофорез миелин-специфических белков, вестерн-блоттинг, иммуноферментный метод анализа количества NGF, измерения функционального седалищного индекса и потенциала действия седалищного нерва.

Нулевой белок миелина является основным белком миелина, экспрессируемый шванновскими клетками, составляющий примерно 50 % всех белков миелина ПНС и необходимый как для нормальной функции, так и для нормальной структуры миелина. Травма нерва способствует изменению миелиновой оболочки, которая вызывает изменение межаксональных взаимодействий шванновских клеток и тем самым ведет к дегенерации аксонов. Рост-ассоциированный белок-43 (GAP-43) представляет собой белок фосфорилирования клеточной мембраны с мембраной нервных окончаний, который относится к семейству кальмодулин-связывающих белков. GAP-43 – это нейроспецифический белок, который регулирует множество аспектов развития нейронов, пластичности и регенерации. Он тесно связан с ростом нервов и формированием синапсов, особенно при регенерации нервов. Данными фактами обусловлен выбор для исследования именно этих белков.

В ходе выполнения исследования нами было установлено, что травма нерва способствует изменению количества нулевого белка миелина как в проксимальном, так и в дистальном участке нерва. При этом, ресвератрол оказывает положительное влияние на восстановление количества нулевого белка миелина. Изменение количества нулевого белка подтверждает тот факт, что он является маркером восстановления шванновских клеток, а ресвератрол влияет на экспрессию белков шванновских клеток. Полученные нами результаты о наличии в поврежденных нервах такого аксонального белка, как рост-ассоциированный белок-43, свидетельствуют об протекании интенсивных регенерационных процессах после травмы, так как этот белок регулирует актиновый цитоскелет нейронов, являясь тем самым маркером восстановления аксонов. Обнаруженное нами увеличение этого белка при инъекции ресвератрола говорит о том, что это соединение оказывает влияние на синтез рост-ассоциированного белка-43, и тем самым, влияет на регенеративные процессы в ПНС. Также нами была установлена зависимость количества фактора роста нервов (NGF) от концентрации ресвератрола. Анализ функционального седалищного индекса поврежденного периферического нерва в норме и после травмы и потенциала действия показал восстановление иннервации поврежденным нервом мышцы, при чем, использование ресвератрола интенсифицировало данный процесс.

Таким образом, на основании полученных нами результатов, мы можем заключить, что ресвератрол оказывает влияние на экспрессию функциональных белков аксона (GAP-43) и шванновских клеток (Р0) крыс при травме и регенерации периферических нервов, способствуя более выраженному протеканию регенерационных процессов в травмированном нерве. Говоря о механизме его действия, можно сказать, что эффект может быть, как от прямого действия, так и от опосредованного, так как известно, что многие полифенолы, в том числе и ресвератрол, оказывают модулирующее действие на различные сигнальные пути клетки, но здесь требуется дальнейшее, более детальное изучение данного факта.

The study of the mechanisms of damage to peripheral nerves is a key problem in physiology, biophysics, and medicine. To date, no mechanisms have been found that can effectively restore or enhance regeneration processes. Damage to peripheral nerves can lead to loss of neuronal communication along sensory and motor nerves between the CNS and peripheral organs, and these often lead to painful neuropathies due to reduced motor and sensory functions and can be disastrous for patients, dramatically affecting their life functions. Proteins such as myelin null and growth-associated protein-43 can act to monitor the regeneration process.

The aim of the work was to study the expression of axonal protein (GAP-43) and Schwann cell protein (P0) in rat sciatic nerve injury and under the action of resveratrol.

The object of the study was the sciatic nerves of mature Wistar rats. Animals were divided into 3 experimental groups: intact animals, animals with damaged sciatic nerve, withdrawn from the experiment for a month, with an injection of resveratrol.

In the course of the work, the following methods were used: preparation of the sciatic nerve, isolation of the myelin fraction, determination of the amount of protein according to Lowry, electrophoresis of myelin-specific proteins, Western blotting, enzyme immunoassay method for analyzing the amount of NGF, measuring the functional sciatic index and the action potential of the sciatic nerve.

Myelin null protein is the main myelin protein expressed by Schwann cells, constituting approximately 50% of all PNS myelin proteins and is required for both normal function and normal structure of myelin. Nerve injury promotes changes in the myelin sheath, which causes changes in the interaxonal interactions of Schwann cells and thus leads to axonal degeneration. Growth-associated protein-43 (GAP-43) is a cell membrane phosphorylation protein with a membrane of nerve endings, which belongs to the family of calmodulin-binding proteins. GAP-43 is a neurospecific protein that regulates many aspects of neuronal development, plasticity and regeneration. It is closely related to nerve growth and synapse formation, especially in nerve regeneration. These facts determined the choice of these proteins for investigation.

In the course of the study, we found that nerve injury contributes to a change in the amount of myelin null protein both in the proximal and distal parts of the nerve. At the same time, resveratrol has a positive effect on the restoration of the amount of myelin null protein. The change in the amount of null protein confirms the fact that it is a marker of Schwann cell recovery, and resveratrol affects the expression of Schwann cell proteins. Our results on the presence of such an axonal protein as growth-associated protein-43 in damaged nerves indicate the occurrence of intense regenerative processes after injury, since this protein regulates the actin cytoskeleton of neurons, thus being a marker of axon recovery. The increase in this protein found by us upon injection of resveratrol suggests that this compound affects the synthesis of growth-associated protein-43, and thus affects the regenerative processes in the PNS. We also established the dependence of the amount of nerve growth factor (NGF) on the concentration of resveratrol. Analysis of the functional sciatic index of the damaged peripheral nerve in normal and after injury and action potential showed the restoration of innervation by the injured nerve of the muscle, and the use of resveratrol intensified this process.

Thus, based on our results, we can conclude that resveratrol affects the expression of functional proteins of the axon (GAP-43) and Schwann cells (P0) of rats during injury and regeneration of peripheral nerves, contributing to a more pronounced course of regenerative processes in the injured nerve. . Speaking about the mechanism of its action, we can say that the effect can be both from direct action and from indirect action, since it is known that many polyphenols, including resveratrol, have a modulating effect on various cell signaling pathways, but here it is required further, more detailed study of this fact.