Коррекция нарушений церебрального водного обмена
https://doi.org/10.29235/1814-6023-2019-16-1-99-107
Анатацыя
Описан механизм церебрального водного обмена, в реализации которого принимает участие главный аквапорин головного мозга (ГМ) – AQP4. Этот аквапорин определяет скорость переноса воды через гематоэнцефалический барьер и ее обмен между паренхимой ГМ и цереброспинальной жидкостью. В мировой литературе AQP4 рассматривается как молекулярное звено воздействия лекарственных средств на водный обмен тканей ГМ. В свете новых знаний рассмотрены принципиальные подходы к оптимизации способов фармакологической коррекции нарушений церебрального водного обмена и борьбы с отеками ГМ.
Аб аўтарах
Э. Титовец
Республиканский научно-практический центр неврологии и нейрохирургии
Беларусь
Беларусь
А. Смеянович
Республиканский научно-практический центр неврологии и нейрохирургии
Беларусь
Беларусь
П. Козич
Республиканский научно-практический центр неврологии и нейрохирургии
Беларусь
Беларусь
Спіс літаратуры
1. Walcott, B. P. Novel treatment targets for cerebral edema / B. P. Walcott, K. T. Kahle, J. M. Simard // Neurotherapeutics. – 2011. – Vol. 9, N 1. – P. 65–72. https://doi.org/10.1007/s13311-011-0087-4
2. Mahajan, S. Cerebral oedema. Pathophysiological mechanisms and experimental therapie / S. Mahajan, H. Bhagat // J. Neuroanaesthesiol. Crit. Care. – 2016. – Vol. 3, N 4. – P. S22–S28. https://doi.org/10.4103/2348-0548.174731
3. Orešković, D. A new look at cerebrospinal fluid movement / D. Orešković, M. Klarica // Fluids and Barriers of the CNS. – 2014. – Vol. 11, N 1. – Art. 16. https://doi.org/10.1186/2045-8118-11-16
4. Orešković, D. R. M. Cerebrospinal fluid secretion by the choroid plexus? / D. R. M. Orešković, M. Radoš, M. Klarica // Physiol. Rev. – 2016. – Vol. 96, N 4. – P. 1661–1662. https://doi.org/10.1152/physrev.00021.2016
5. Orešković, D. New concepts of cerebrospinal fluid physiology and development of hydrocephalus / D. Orešković, M. Radoš, M. Klarica // Pediatr. Neurosur. – 2016. – Vol. 52, N 6. – P. 417–425. https://doi.org/10.1159/000452169
6. Structure and functions of aquaporin-4-based orthogonal arrays of particles / H. Wolburg [et al.] // Inter. Rev. Cell Mol Biol. / ed. K. W. Jeon. – New York, 2011. – Vol. 287. – P. 1–41. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-386043-9.00001-3
7. Fukuda, A. M. Aquaporin 4: a player in cerebral edema and neuroinflammation / A. M. Fukuda, J. Badaut // J. Neuroinflammation. – 2012. – Vol. 9, N 1. – Art. 279. https://doi.org/10.1186/1742-2094-9-279
8. Mechanisms of global cerebral edema formation in aneurysmal subarachnoid hemorrhage / E. G. Hayman [et al.] // Neurocrit. Care. – 2016. – Vol. 26, N 2. – P. 301–310. https://doi.org/10.1007/s12028-016-0354-7
9. Papadopoulos, M. C. Aquaporin-4 and brain edema / M. C. Papadopoulos, A. S. Verkman // Pediatr. Nephrol. – 2007. – Vol. 22, N 6. – P. 778–784. https://doi.org/10.1007/s00467-006-0411-0
10. Abbott, N. J. Astrocyte-endothelial interactions at the blood-brain barrier / N. J. Abbott, L. Rönnbäck, E. Hansson // Nat. Rev. Neurosci. – 2006. – Vol. 7, N 1. – P. 41–53. https://doi.org/10.1038/nrn1824
11. Титовец, Э. П. Аквапорины человека и животных. Фундаментальные и клинические аспекты / Э. П. Титовец. – Минск : Белорус. наука, 2007. – 239 c.
12. Титовец, Э. П. Церебральный отек и современные направления его лечения / Э. П. Титовец, А. Ф. Смеянович // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. мед. навук. – 2011. – № 1. – С. 84–94.
13. Frydenlund, D. S. Pathophysiological roles of aquaporin-4 in CNS disease : Ph. D. Thesis / D. S. Frydenlund. – Oslo, 2011. – 65 p.
14. Loss of astrocyte polarization upon transient focal brain ischemia as a possible mechanism to counteract early edema formation / E. Steiner [et al.] // Glia. – 2012. – Vol. 60, N 11. – P. 1646–1659. https://doi.org/10.1002/glia.22383
15. Титовец, Э. П. Новый концептуальный подход к рассмотрению водного обмена головного мозга, церебрального отека, гипоксии и ишемии / Э. П. Титовец, Л. П. Пархач // Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем : междунар. науч. конф. : 11-й съезд Белорус. обществ. объединения фотобиологов и биофизиков, 17–20 июня 2014 г., Минск : сб. ст. : в 2 ч. / НАН Беларуси, Ин-т биофизики и клеточной инженерии [и др.]. – Минск, 2014. – Ч. 1. – С. 339–341.
16. Soveral, G. Aquaporin modulators: a patent review 010-2015 / G. Soveral, A. Casini // Expert Opin. Ther. Pat. – 2016. – Vol. 27, N 1. – P. 49–62. https://doi.org/10.1080/13543776.2017.1236085
17. Aquaporin-targeted therapeutics. State-of-the-feld / L. Tradtrantip [et al.] // Adv. Experim. Med. Biol. – Dordrecht, 2017. – Vol. 969 : Aquaporins. – P. 239–250.
18. The aquaporin-4 water channel as a potential drug target in neurological disorders / A. S. Verkman [et al.] // Expert Opin. Ther. Targets. – 2017. – Vol. 21, N 12. – P. 1161–1170. https://doi.org/10.1080/14728222.2017.1398236
19. Testosterone up-regulates aquaporin-4 expression in cultured astrocytes / F. Gu [et al.] // J. Neurosci. Res. – 2003. – Vol. 72, N 6. – P. 709–715. https://doi.org/10.1002/jnr.10603
20. Voigtlaender, J. Transmembrane water influx via aquaporin-1 is inhibited by barbiturates and propofol in red blood cells / J. Voigtlaender, B. Heindl, B. F. Becker // Naunyn-Schmiedebergs Arch. Pharmacol. – 2002. – Vol. 366, N 3. – P. 209– 217. https://doi.org/10.1007/s00210-002-0580-8
21. Propofol administration modulates AQP-4 expression and brain edema after traumatic brain injury / Z. Ding [et al.] // Cell Biochem. Biophys. – 2013. – Vol. 67, N 2. – P. 615–622. https://doi.org/10.1007/s12013-013-9549-0
22. Propofol pretreatment attenuates aquaporin-4 over-expression and alleviates cerebral edema after transient focal brain ischemia reperfusion in rats / Y.-Y. Zheng [et al.] // Anesth. Analg. – 2008. – Vol. 107, N 6. – P. 2009–2016. https://doi.org/10.1213/ane.0b013e318187c313
23. Gu, Y. T. Dexamethasone treatment modulates aquaporin-4 expression after intracerebral hemorrhage in rats / Y. T. Gu, H. Zhang, Y. X. Xue // Neurosci. Lett. – 2007. – Vol. 413, N 2. – P. 126–131.
24. Aquaporin-4 inhibition mediates piroxicam-induced neuroprotection against focal cerebral ischemia/reperfusion injury in rodents / P. Bhattacharya [et al.] // PLoS ONE. – 2013. – Vol. 8, N 9. – P. e73481. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0073481
25. Tanimura, Y. Acetazolamide reversibly inhibits water conduction by aquaporin-4 / Y. Tanimura, Y. Hiroaki, Y. Fujiyoshi // J. Struct. Biol. – 2009. – Vol. 166, N 1. – P. 16–21. https://doi.org/10.1016/j.jsb.2008.11.010
26. Acetazolamide inhibits osmotic water permeability by interaction with aquaporin-1 / J. Gao [et al.] // Anal. Biochem. – 2006. – Vol. 350, N 2. – P. 165–170. https://doi.org/10.1016/j.ab.2006.01.003
27. Inhibition of aquaporin-1 and aquaporin-4 water permeability by a derivative of the loop diuretic bumetanide acting at an internal pore-occluding binding site / E. Migliati [et al.] // Mol. Pharmacol. – 2009. – Vol. 76, N 1. – P. 105–112. https://doi.org/10.1124/mol.108.053744
28. Pharmacological blockade of aquaporin-1 water channel by AqB013 restricts migration and invasiveness of colon cancer cells and prevents endothelial tube formation in vitro / H. S. Dorward [et al.] // J. Exp. Clin. Cancer Res. – 2016. – Vol. 35. – Art. 36. https://doi.org/10.1186/s13046-016-0310-6
29. AqF026 is a pharmacologic agonist of the water channel aquaporin-1 / A. J. Yool [et al.] // J. Am. Soc. Nephrol. – 2013. – Vol. 24, N 7. – P. 1045–1052. https://doi.org/10.1681/asn.2012080869
30. Stoenoiu, M. S. Corticosteroids induce expression of aquaporin-1 and increase transcellular water transport in rat peritoneum / M. S. Stoenoiu // J. Am. Soc. Nephrol. – 2003. – Vol. 14, N 3. – P. 555–565. https://doi.org/10.1097/01.asn.0000053420.37216.9e
31. Aquaporin-4 dynamics in orthogonal arrays in live cells visualized by quantum dot single particle tracking / J. M. Crane [et al.] // Mol. Biol. Cell. – 2008. – Vol. 19, N 8. – P. 3369–3378. https://doi.org/10.1091/mbc.e08-03-0322
32. Linking binge alcohol-induced neurodamage to brain edema and potential aquaporin-4 upregulation. evidence in rat organotypic brain slice cultures and in vivo / K. Sripathirathan [et al.] // J. Neurotrauma. – 2009. – Vol. 26, N 2. – P. 261–273. https://doi.org/10.1089/neu.2008.0682
33. Yool, A. J. Roles for novel pharmacological blockers of aquaporins in the treatment of brain oedema and cancer / A. J. Yool, E. A. Brown, G. A. Flynn // Clin. Exp. Pharm. Physiol. – 2010. – Vol. 37, N 4. – P. 403–409. https://doi.org/10.1111/j.1440-1681.2009.05244.x
34. Papadopoulos, M. C. Potential utility of aquaporin modulators for therapy of brain disorders / M. C. Papadopoulos, A. S. Verkman // Prog. Brain Res. – 2008. – Vol. 170. – P. 589–601. https://doi.org/10.1016/s0079-6123(08)00446-9
##reviewer.review.form##
Для цытавання:
Титовец Э.П., Смеянович А.Ф., Козич П.В. Коррекция нарушений церебрального водного обмена. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наук. 2019;16(1):99-107. https://doi.org/10.29235/1814-6023-2019-16-1-99-107
For citation:
Titovets E.P., Smeyanovich A.F., Kozich P.V. Correction of the disorders of the cerebral water metabolism. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series. 2019;16(1):99-107. (In Russ.) https://doi.org/10.29235/1814-6023-2019-16-1-99-107
Праглядаў: 823
Паслаць артыкул па эл. пошце 