Laser-induced autofluorescence for assessment of methabolism and hemodynamic characteristics of the brain

A. B. Salmina; Salmina A. B.; V. V. Salmin; Salmin V. V.; O. V. Frolova; Frolova O. V.; D. I. Laletin; Laletin D. I.; M. A. Fursov; Fursov M. A.; D. P. Skomorokha; Skomorokha D. P.; A. A. Fursov; Fursov A. A.; M. A. Kondrashov; Kondrashov M. A.; N. N. Medvedeva; Medvedeva N. N.; N. A. Malinovskaya; Malinovskaya N. A.; N. S. Mantorova; Mantorova N. S.

doi:10.17816/psaic299

Лазер-индуцированная аутофлуоресценция для оценки метаболизма и гемодинамики головного мозга

Авторы: Salmina A.B.¹, Salmin V.V.², Frolova O.V.³, Laletin D.I.³, Fursov M.A.³, Skomorokha D.P.², Fursov A.A.³, Kondrashov M.A.³, Medvedeva N.N.³, Malinovskaya N.A.³, Mantorova N.S.³
Учреждения:
1. НИИ молекулярной медицины и патобиохимии
2. ИИФиРЭ ФГАОУ СФУ (Красноярск)
3. ГОУ ВПО КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого
Выпуск: Том 5, № 3 (2011)
Страницы: 32-39
Раздел: Оригинальные статьи
URL: https://ogarev-online.ru/2075-5473/article/view/124490
DOI: https://doi.org/10.17816/psaic299
ID: 124490

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В статье представлены результаты экспериментального исследования возможности применения метода лазерно-флуоресцентного анализа для оценки метаболизма ткани головного мозга in situ при сохранении целостности твердой мозговой оболочки. На модели аноксии и острой ишемии головного мозга продемонстрирована информативность метода регистрации флуоресценции восстановленных пиридиновых нуклеотидов и оценки индекса жизнеспособности, учитывающего конверсию окси- и дезоксиформ гемоглобина. Изучены некоторые патобиохимические механизмы изменения пула пиридиновых нуклеотидов при аноксии и ишемии.

Ключевые слова

головной мозг, аутофлуоресценция, пиридиновые нуклеотиды

Список литературы

Попов Ю.А., Салмин В.В., Салмина А.Б. и соавт. Спектрофлуориметрический метод оценки ишемии миокарда. Вестник КрасГУ, серия Физико-математические науки 2005; 4: 89–92.
Салмин В.В., Салмина А.Б., Фурсов А.А. и соавт. Использование метода лазерно-флуоресцентной оптической биопсии миокарда для оценки ишемического повреждения. Журнал СФУ 2010 (в печати).
Aubert A., Costalat R. Interaction between astrocytes and neurons studied using a mathematical model of compartmentalized energy metabolism. J. Cerebr. Blood Flow Metab. 2005; 25: 1476–1490.
Aubert A., Costalat R., Magistretti P.J., Pellerin L. Brain lactate kinetics: modeling evidence for neuronal lactate uptake upon activation. Proc. Natl. Acad. Sci. 2005; 102 (45): 16448–16453.
Aubert A., Pellerin L., Magistretti P.J., Costalat R. A coherent neurobiological framework for functional neuroimaging provided by a model integrating compartmentalized energy metabolism. Proc. Natl. Acad. Sci. 2007; 104 (10): 4188–4193.
Ciaume C., Koulakoff A., Roux L. et al. Astroglial networks: a step further in neuroglial and gliovascular interactions. Nature Rev. Neuroscience 2010; 11: 87–99.
De Georgia M.A. Multimodal monitoring in neurocritical care. Cleveland Clin. J. Med. 2004; 71 (Suppl. 1): S16–17.
Di Lisa F., Menabo R., Canton M. et al. Opening of the mitochondrial permeability transition pore causes depletion of mitochondrial and cytosolic NAD+and is a causative event in the death of myocytes in postischemic reperfusion of the heart. J. Biol. Chem. 2001; 276: 2571–2575.
Fiskum G., Danilov C.A., Mehrabian Z. et al. Postischemic oxidative stress promotes mitochondrial metabolic failure in neurons and astrocytes. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2008; 1147: 129–138.
Foster K.A., Galeffi F., Gerich F.J. et al. Optical and pharmacological tools to investigate the role of mitochondria during oxidative stress and neurodegeneration. Progress in Neurobiol. 2006; 79: 136–171.
Higashida H., Salmina A.B., Olovyannikova R.Ya., Hashii M. Cyclic ADP-ribose as a universal calcium signal molecule in the nervous system. Neurochem. Int. 2007; 51(2–4): 192–199.
Higuchi T., Takeda Y., Hashimoto M. et al. Dynamic changes in cortical NADH fluorescence and direct current potential in rat focal ischemia: relationship between propagation of recurrent depolarization and growth of the ischemic core. J. Cerebr. Blood Flow Metab. 2002; 22 (1): 71–79.
Ido Y., Chang K., Woolsey T.A., Williamson J.R. NADH: sensor of blood flow need in brain, muscle, and other tissues. FASEB J. 2001; 15: 1419–1421.
Kahraman S., Fiskum G. Anoxia-induced changes in pyridine nucleotide redox state in cortical neurons and astrocytes. Neurochem. Res. 2007; 32 (4–5): 799–806.
Kosterin P., Kim G.H., Muschol M. et al. Changes in FAD and NADH fluorescence in neurosecretory terminals are triggered by calcium entry and by ADP production. J. Membr. Biol. 2005; 208 (2): 113–124.
Kulik A., Rodriguez R.A., Nathan H.J., Ruel M. Intraoperative neuromonitoring in cardiac surgical patients with severe cerebrovascular disease. Can. J. Anaesth. 2005; 52 (3): 335–336.
Mayevsky A., Rogatsky G.G. Mitochondrial function in vivo evaluated by NADH fluorescence: from animal models to human studies. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2007; 292: C615–C640.
Provorov A.S., Salmin V.V., Salmina A.B. et al. Pulsed gas lasers with longitudinal discharge and their application in medicine. Laser Physics. 2005; 15 (9): 1299–1302.
Qui L., Zhao W., Sick T. Quantitative analysis of brain NADH in the presence of hemoglobin using microfiber spectrofluorometry: a pre-calibration approach. Computers in Biol. Med. 2005; 35: 583–601.
Reinert K.C., Dunbar R.L., Gao W. et al. Flavoprotein autofluorescence imaging of neuronal activation in the cerebellar cortex in vivo. J. Neurophysiol. 2004; 92: 199–211.
Rex A., Fink F. Applications of laser-induced fluorescence spectroscopy for the determination of NADH in experimental neuroscience. Laser Phys. Letts. 2006; 3 (9): 452–459.
Steinbrink J., Liebert A., Wabnitz H. et al. Towards noninvasive molecular fluorescence imaging of the human brain. Neurodegenerative Dis. 2008; 5: 296–303.
Taga G., Asakawa K., Hirasawa K. and Konishi Y. Hemodynamic responses to visual stimulation in occipital and frontal cortex of newborn infants: A near-infrared optical topography study. Early Human Development. 2003; 75 (Suppl.): S203–S210.
Zhou L., Stanley W.C., Saidel G.M. et al. Regulation of lactate production at the onset of ischemia is independent of mitochondrial NADH/NAD+: insights from in silico studies. J. Physiol. 2005; 569.3: 925–937.

Дополнительные файлы

Доп. файлы

Действие

1. JATS XML

Скачать

Имя пользователя
Пароль
Запомнить меня

Забыли пароль?	Регистрация

Имя пользователя
Пароль
Запомнить меня

Забыли пароль?	Регистрация