Протеомный анализ синергетического нейропротекторного действия аденозина, тиамина, ниацина и цианокобаламина в патофизиологии диабетической полинейропатии

ВВЕДЕНИЕ / INTRODUCTION

По эпидемическим данным, 537 млн людей в возрасте от 20 до 79 лет во всем мире страдают сахарным диабетом 2-го типа (СД2). Ожидается, что к 2030 г. число случаев СД2 увеличится до 643 млн [1]. Начало формирования сосудистых и нейродегенеративных осложнений при СД2 зависит от возраста, своевременности начала и адекватности подбора терапии (включая диетическую коррекцию и двигательный режим).

Диабетическая полинейропатия (ДПН) формируется вследствие диффузного повреждения морфологии периферических нервных волокон на фоне избыточного гликирования белков при СД2 [2]. Формирование ДПН утяжеляет риски СД2 (изъязвление стоп, инвалидизация [3], ретинопатия и нефропатия, летальность от всех причин [4]). В России ДПН отмечена у 50–70% больных СД2, а ДПН с болью, резко снижающая качество жизни пациентов, – у 16–30% [5][6].

Нейровоспаление и связанная с ним демиелинизация наблюдаются при широком спектре нейропатологий, включая ДПН. Старение шванновских клеток вследствие ферроптоза и воспаления приводит к потере миелина, нарушению аксональной функции, повышает уязвимость аксонов к гипоксическому или оксидантному повреждению, нейроаксональной дегенерации [7]. Поэтому медикаментозные способы лечения ДПН направлены на восстановление жизнедеятельности синтезирующих миелин шванновских клеток в условиях нейровоспаления, ферроптоза и нарушений полиолового пути обмена сахаров, тесно переплетенных друг с другом [8].

Как известно, шванновские клетки являются основными клетками глии периферической нервной системы, дисфункция которых связана с патофизиологией воспалительных и метаболических нейропатий [9]. При ДПН отмечается их повышенная гибель по полиоловому пути нейроапоптоза [10], по пути пироптоза, ферроптоза и некроптоза [11]. Изменения морфологии и функциональности митохондрий шванновских клеток ассоциируют с ферроптозом – формой апоптоза, характеризующейся перегрузкой клеток железом, истощением глутатиона с инактивацией глутатионпероксидазы 4 и накоплением липотоксичных метаболитов [12].

Нейровоспаление также представляет собой важнейший фактор патогенеза ДПН: длительная гипергликемия приводит к абнормальному гликированию и высвобождению провоспалительных цитокинов, которые стимулируют переход ДПН в болевую форму. Таким образом, противовоспалительное воздействие – неотъемлемый компонент терапии ДПН [13]. Механизмы развития ДПН представлены на рисунке 1 [5].

Перспективным направлением терапии ДПН является использование витаминов группы В в фармакологических дозировках. Витамины группы В и синергидные им соединения входят в состав многих неврологических препаратов. В частности, препарат Кокарнит^® (Уорлд Медицин Илач Сан ве Тидж А.Ш., Турция), улучшающий метаболизм и регенерацию нервных волокон, относится к клинико-фармакологической подгруппе анатомо-терапевтическо-химической классификации A11EX Витамины группы B, в комбинации с другими препаратами. Он включает четыре основных компонента:

– производное аденозина трифосаденина динатрия тригидрат – 10 мг;

– тиамина пирофосфат (кофермент витамина В1 кокарбоксилаза) – 50 мг;

– цианокобаламин (витамин В12) – 0,5 мг;

– никотинамид (ниацин, витамин РР) – 20 мг.

В препарате также содержится аминокислота глицин (106 мг), которая может активировать глициновые рецепторы.

Несмотря на то что данная комбинация используется в медицине более 10 лет, механизмы ее молекулярного действия остаются практически не изученными. В то же время постгеномная перспектива системной биологии позволяет утверждать, что аденозин и витамины группы В оказывают воздействие на центральную нервную систему (ЦНС), активируя сотни ферментов протеома человека (рис. 2). В настоящей работе таргетные белки компонентов препарата Кокарнит^® исследовались биоинформационным методом анализа функциональных взаимосвязей [14][15] на основе информации в постгеномных базах данных.

Цель – установление молекулярных механизмов синергизма аденозина, тиамина, ниацина и цианокобаламина в противодействии патологии ДПН.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ / MATERIAL AND METHODS

Анализ выборок / Sample analysis

На основе информации, представленной в базах данных (БД) NCBI’s Protein¹, EMBL², UniProt³, HPM⁴, были получены выборки таргетных белков. Затем каждую из выборок анализировали посредством метода функционального связывания, включающего системно-биологическое рассмотрение свойств белков в контексте пирамиды биологических подсистем (органы, ткани, клетки, макромолекулярные и просто молекулярные компоненты клеток, данные о врожденных нуклеотидных дефектах генома и др.) (рис. 3) [16].

Статистический анализ / Statistical analysis

На основании информации из перечисленных выше БД проводился подсчет числа белков, взаимодействующих с аденозином, тиамином, ниацином и цианокобаламином. Для статистической обработки материала использовали прикладную программу Statistica 10.0 (StatSoft Inc., США) и электронные таблицы Excel (Microsoft, США).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ / RESULTS AND DISCUSSION

В результате проведенного анализа среди известных 50 168 белков протеома человека выделено 20 180 аннотированных белков протеома, из них: 504 витамин-РР-зависимых, 22 витамин-В1-зависимых, 24 витамин-В12-зависимых и 50 аденозин-зависимых.

Белки протеома, участвующие во взаимодействии
изученных молекул / Proteome proteins involved in the interaction of the studied molecules

Белки протеома, участвующие в реализации синергидных взаимодействий аденозина и витаминов В1, РР, В12, могут быть сгруппированы в четыре основные рубрики (рис. 4):

– торможение ферроптоза, нейровоспаления и поддержка выживания нервных клеток при гипоксии/воспалении;

– поддержка структуры нейронов при ишемии/гипоксии;

– поддержка нейротрансмиссии при гипоксии/воспалении;

– поддержка нейролипидного гомеостаза при атеросклерозе / нарушении микроциркуляции.

С белками ингибирования апоптоза (GO:0043066 Ингибирование апоптоза) при ишемии мозга связаны такие биологические процессы, как поддержка нейронов в условиях гипоксии (GO:0001666 Реакция на гипоксию) и реакции на повреждение аксона (травма, ишемия, воспаление) (GO:0048678 Реакция на повреждение аксона). Метаболизм нейролипидов включает поддержку обмена церамида и сфинголипидов миелина (GO:0046513 Биосинтез церамида, GO:0006686 Биосинтез сфингомиелина, GO:0030149 Катаболизм сфинголипидов).

Аденозин-зависимые и витамин-В1/РР/12-зависимые белки, вовлеченные в нейротрансмиссию, включают белки поддержки структуры и функции синапсов (GO:0007268 Синаптическая передача сигнала, GO:0048786 Пресинаптическая зона, GO:0045202 Синапс, GO:0098794 Постсинапс, GO:0035249 Глутаматергические синапсы, GO:0014069 Постсинаптическая плотность, GO:0098793 Пресинапс) и биосинтеза нейротрансмиттеров (GO:0009449 Биосинтез гамма-аминомасляной кислоты, GO:0042136 Биосинтез нейротрансмиттеров, GO:0042416 Биосинтез дофамина, GO:0046085 Метаболизм аденозина) и белков, связанных с оксидом азота (GO:0070026 Связывание оксида азота, GO:0045776 Снижение артериального давления, GO:0097746 Вазорегуляция).

Белки, участвующие в поддержке структуры нейронов (в т.ч. шванновских клеток) принципиально необходимы для сохранения различных структур нейрона (GO:0043025 Тело нейрона, GO:0030425 Дендрит, GO:0043005 Проекция нейрона, GO:0030424 Аксон) и для развития/репарации ЦНС (GO:0043197 Дендритный шипик, GO:0007399 Развитие ЦНС, GO:0007420 Нейрорегенерация).

В целом проведенный анализ выявил конкретные таргетные белки, посредством которых аденозин участвует в нейрогенезе и нейропротекции, витамин В1 – в биосинтезе нейронального аденозинтрифосфата (АТФ) и поддержании структуры нейронов, витамин РР – в снижении нейровоспаления, гомеостазе миелина, нейронального синтеза АТФ, нейропластичности и аутофагии (внутриклеточной переработки дисфункциональных белков), а витамин В12 – в обезвреживании гомоцистеина, поддержке миелина и в нейропротекции. Рассмотрим эти результаты подробнее.

Аденозин

Аденозин – нуклеозид, состоящий из аденина, соединенного с молекулой сахарида (рибозой), который входит в состав АТФ, циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), рибонуклеиновой кислоты (РНК) и является сигнальной молекулой с тормозящими нейротрансмиттерными свойствами, что снижает судорожную активность периферических нервных волокон. Концентрация аденозина в крови увеличивается во время продолжительного бодрствования организма и уменьшается во время сна [17]. Анализ показал наличие в протеоме человека не менее 10 белков, нейроактивность которых может зависеть от поступления экзогенного аденозина (табл. 1).

Основной группой белков, реализующих нейропротекцию и регулирующих нейровоспаление, противовоспалительные эффекты аденозина, являются рецепторы аденозина. Они широко известны своими антагонистами кофеином, теофиллином и теобромином, действие которых на рецепторы вызывает стимулирующие эффекты кофе, чая и шоколада. Рецепторы А1 и А2А регулируют потребление кислорода миокардом и коронарный кровоток, рецептор А2А также оказывает противовоспалительное действие. Рецепторы A1 и A2A ответственны за высвобождение глутамата и дофамина, рецепторы A2B и A3 участвуют в воспалении и иммунитете [18].

Активность аденозинового рецептора A1 (ген ADORA1) опосредуется G-белками, которые ингибируют аденилатциклазу. Активация ADORA1 на фоне гипоксии стимулирует синаптическое торможение посредством активируемых митогеном протеинкиназ (англ. mitogen-activated protein kinase, МАРК) и транскрипционного фактора C-Jun N-концевая киназа (англ. C-Jun N-terminal kinase, JNK) [19].

Аденозиновый рецептор A3 (ген ADORA3) участвует в ингибировании дегрануляции нейтрофилов, что связано с торможением нейровоспаления и нейропротекцией [20]. В модели ишемии миокарда у мышей селективный агонист рецептора A3 защищал животных от гипоксии и ишемического повреждения тканей [21].

Биологические роли аденозина также реализуются посредством рецептора стимулятора секреции гормона роста, или рецептора грелина (ген GHSR). Рецептор грелина (кофактором которого является пиридоксаль 5’-фосфат) опосредует эффекты пептида, высвобождающего гормон роста, мет-энкефалина и непептидного стимулятора секреции белков – аденозина [22]. Активация рецептора GHSR защищает от нейротоксичности, вызванной 6PPD-хиноном у крыс [23].

Аденозин-зависимые сигнальные каскады необходимы для реализации активности AMPA рецептора GluR-2 (ген GRIA2) – ионотропного рецептора глутамата [24]. L-глутамат действует как возбуждающий нейротрансмиттер во многих синапсах ЦНС и играет важную роль в возбуждающей синаптической передаче [25]. Дефицит GluR-2 приводит к нарушению нейроразвития, гиперактивности, демиелинизации и судорогам [24]. В эксперименте у крыс аденозин-связанные сигнальные каскады модулируют активность рецепторов глутамата GluR-2 при гипоксическом повреждении нервной ткани [26].

Аденозин также необходим для биосинтеза S-аденозилметионина – субстрата реакций метилирования, в т.ч. поддерживаемых посредством ферментов цистатионин-бета-синтазы, фосфатидил-этаноламин-N-метилтрансферазы, N6-аденозин-метилтрансферазы. Метилирование белков и ДНК – важнейший компонент эпигенетической регуляции клетки, без которого выживание нейронов невозможно. В частности, нарушения метилирования в шванновских клетках приводят к их ускоренному старению и гибели.

Цистатионин-бета-синтаза (ген CBS) катализирует первый этап транссульфурации, в котором гидроксильная группа L-серина замещается L-гомоцистеином с образованием L-цистатионина, предшественника L-цистеина (кофактор пиридоксаль-5’-фосфат). Этот катаболический путь позволяет устранить L-метионин и токсичный метаболит L-гомоцистеин [27] и участвует в цитопротекторном действии на нейроны [28]. Метаболиты гомоцистеина подавляют аутофагию, повышают уровень бета-амилоида и вызывают нейропатию, нарушая эпигенетическую регуляцию гена mTOR у мышей с дефицитом активности фермента [29]. S-аденозилметионин, активируя фермент CBS, способствует выработке сероводорода, проявляющего нейропротекторные и нейротрофические свойства при ишемии мозга [30]. На модели паркинсонизма у крыс повышение экспрессии гена CBS соответствовало нейропротекторному действию [31].

Фосфатидилэтаноламин-N-метилтрансфераза (ген PEMT) участвует в биосинтезе фосфатидилхолина (критически необходимого компонента структуры нейрональной мембраны [32]), обмене адреналина, биосинтезе холина, из которого синтезируется нейротрансмиттер ацетилхолин [33]. Данный фермент использует S-аденозилметионин в качестве донора метильной группы.

N6-аденозинметилтрансфераза (ген METTL3) не только метилирует остатки аденозина в положении N(6) последовательностей РНК, но и регулирует циркадный ритм, дифференцировку нейронов, кортикальный нейрогенез и ответ нейронов на повреждение геномной ДНК [34]. Используя S-аденозилметионин как источник метиловых групп, метилтрансфераза метилирует остатки аденозина в матричной РНК (мРНК). Фермент действует как ключевой регулятор стабильности мРНК [35], регулируя нейрогенез посредством метилирования тех мРНК, что связаны с факторами транскрипции, нейральными стволовыми клетками и дифференцировкой нейронов. Метилтрансфераза METTL3 регулирует нейропатическую боль посредством модификации метилирования мРНК гена SOCS1 [36]. Истощение METTL3 в холинергических нейронах вызывает нервно-мышечную дегенерацию [37]. METTL3 снижает нейровоспаление нейронов через ось MALAT1/SFRP2/Wnt/бета-катенин [38]. Исследования in vivo и in vitro показали, что ингибирование белка аннексин-А2 при участии METTL3 обеспечивает нейропротекцию при ишемическом повреждении нервной ткани [39].

Тиамин

Молекулярные механизмы реализации биологических функций тиамина включают:

– биосинтез АТФ;

– переработку жиров, белков и углеводов;

– нейрофизиологические эффекты, заключающиеся в поддержании структуры миелина, функций аденозина, развитии коры;

– гемопоэз.

Нейрофизиологические роли тиамин-зависимых белков представлены в таблице 2. Во многом они обусловлены поддержкой ферментов энергетического метаболизма (и, следовательно, выживания) нейронов: пируватдегидрогеназы E1 (ген PDHA1, катализирует превращение пирувата в ацетил-кофермент А [40]) и 2-оксоизовалератдегидрогеназы (ген BCKDHA, катализирует декарбоксилирование альфа-кетокислот).

Варианты гена PDHA1 связаны с наследственными периферическими нейропатиями [41]. Дефицит 2-оксоизовалератдегидрогеназы в нейронах коры головного мозга снижает энергетические [42] и регенераторные [43] функции нервной ткани. Инактивация фермента 2-оксоизовалератдегидрогеназы фосфорилированием приводит к повышению уровня аминокислот с разветвленной цепью после ишемического повреждения ЦНС [44].

Транскетолаза (ген TKTL1) катализирует перенос двухуглеродной кетоловой группы от донора кетозы к акцептору альдозы через ковалентное промежуточное соединение с кофактором тиаминпирофосфатом [45]. Активность транскетолазы необходима для сохранения пула клеток-предшественников глии и нейронов [46], поэтому снижение активности фермента (например, вследствие нуклеотидных дефектов гена TKTL1) стимулирует развитие нейродегенерации и инсулинорезистентности [47].

2-оксоглутаратдегидрогеназа (ген OGDHL), участвующая в цикле трикарбоновых кислот (цитратном цикле, цикле Кребса), опосредует декарбоксилирование альфа-кетоглутарата, одновременно восстанавливая никотинамидадениндинуклеотид (НАД+) до НАДН (восстановленный НАД) и участвуя в делении и выживании клеток [48]. Мутации в гене OGDHL вызывают широкий спектр неврологических фенотипов, в т.ч. эпилепсию, повышенную судорожную готовность, нарушения слуха и зрения, атаксию [49].

Ниацин

Никотинамид (ниацин) – витамин РР, на основе которого происходит биосинтез НАД, важнейшего кофактора белков энергетического метаболизма. Он проявляет антигиперлипидемические эффекты и способствует улучшению микроциркуляции крови. Важнейшие исследовательские направления фармакологии никотинамида могут быть сгруппированы в пять кластеров [50]:

– атеросклероз, дисфункция печени, нейровоспаление;

– энергетический и биосинтетический метаболизм;

– нарушения функции лейкоцитов;

– неврологические роли;

– функция тучных клеток.

Неврологические роли витамин-РР-зависимых белков суммированы в таблице 3. Рецептор ниацина 1 (ген HCAR2), опосредует повышенную секрецию адипонектина и сниженный липолиз посредством ингибирования аденилатциклаз через G(i)-белок. Активация рецептора приводит к снижению уровня цАМФ, что регулирует активность цАМФ-зависимой протеинкиназы А, фосфорилирование целевых белков и приводит к гибели нейтрофилов, тем самым уменьшая нейровоспаление [51] (рис. 5). Опосредованные рецептором действия никотинамида включают поддержку иммунитета, гомеостаз миелина и бета-амилоида, отток холестерина из клеток. Активация рецепторов HCAR2 молекулами ниацина – перспективное направление терапии рассеянного склероза, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, бокового амиотрофического склероза [52].

Никотинамид мононуклеотид аденозилтрансфераза (ген NMNAT2) – фактор выживания аксонов, действующий путем задержки валлеровой дегенерации аксонов, вызванной дефицитом кофактора НАД. Напомним, что валлеровой дегенерацией нейрона называется деструкция аксона, целостность которого была нарушена при травме нерва. Регенерация аксона происходит вдоль шванновских клеток, которые активно делятся в месте повреждения нерва. Фермент NMNAT2 катализирует образование НАД⁺ из никотинамидмононуклеотида и АТФ и действует как активатор АДФ-рибозилирования, поддерживая каталитическую активность PARP16, способствуя моно-АДФ-рибозилированию рибосом PARP16 [53] и тем самым регулируя рибосомальный синтез белков в нейронах и шванновских клетках [54].

Глюкозо-6-фосфат-1-дегидрогеназа (ген G6PD) обеспечивает биосинтез НАДФН в нейронах [55]. Снижение активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы нарушает биосинтез миелина и способствует диабетической нейропатической боли посредством активации провоспалительных толл-рецепторов TLR4 [56].

L-лактатдегидрогеназа (ген LDHAL6A) – фермент гликолитического пути, который катализирует взаимопревращение L-лактата и пирувата при участии кофактора НАД⁺, что важно для выживания нейронов. Лактатдегидрогеназа значительно увеличивает активность транскрипционного фактора JUN [57], тем самым поддерживая эндотелиальную функцию микрососудистого русла.

НАД-зависимая протеиндеацетилаза сиртуин-1 (ген SIRT1) связывает транскрипционную регуляцию с внутриклеточным биосинтезом АТФ и участвует в координации цикла деления клетки, ответа на повреждение ДНК, улучшает энергетический метаболизм и стимулирует аутофагию [58], способствует репарации разрывов ДНК [59]. Сиртуин-1 модулирует функцию хроматина геномной ДНК посредством деацетилирования белков «наматывания» ДНК (гистонов), приводя к репрессии транскрипции генов через изменения в метилировании гистонов и ДНК [60]. Сиртуин-1 служит «датчиком» цитозольного соотношения НАД⁺/НАДН, которое является важным биомаркером энергетического статуса нейронов. При дефиците глюкозы в клетке (например, при ишемии) повышение соотношения НАД⁺/НАДФ⁺ активирует SIRT1. Это приводит к деацетилированию гистона H3, ускоряет обновление гетерохроматина, что коррелирует с повышением геномной целостности в условиях клеточного стресса [61]. Также сиртуин-1 деацетилирует димер p65(RelA) ядерного фактора каппа-B, тем самым уменьшая нейровоспаление [62].

Сиртуин-1 деацетилирует протеинкиназу А (AKT1), это приводит к усилению связывания AKT1 и PDK1 с PIP3⁵ и способствует их активации, что соответствует повышению выживаемости нейронов [63]. Сиртуин-1 необходим для активации сигнального каскада инозитолфосфатов PI3K⁶, участвующего в опосредовании биологических эффектов практически всех нейротрансмиттеров [64].

Ниацин-зависимый сиртуин-1 модулирует сигнальные пути, участвующие в аутофагии, антиоксидантной защите, митохондриальной функции, нарушения активности которых имеют решающее значение в патогенезе нейродегенеративных заболеваний. Активаторы сиртуина-1 (например, ресвератрол) снижают окислительный стресс, усиливают аутофагию дисфункциональных белков, содействуют выживанию нейронов. Поэтому повышение активности сиртуина-1, в т.ч. посредством НАД как кофактора, –перспективная терапевтическая стратегия лечения нейродегенеративных заболеваний [65].

Серин/треонин-протеинкиназа 2, богатая лейцином (дардарин, ген LRRK2), фосфорилирует широкий спектр белков, участвующих в нейрональной пластичности, аутофагии дисфункциональных белков [66] и везикулярном транспорте нейротрансмиттеров внутри синапсов различных типов [67]. Она активирует аутофагию посредством кальций-зависимой активации сигнального пути CaMKK/AMPK⁷, причем данный процесс с необходимостью включает активацию рецепторов HCAR2 посредством НАД [68].

Цианокобаламин

Дефицит витамина В12 может провоцироваться приемом метформина, широко используемого в терапии СД2. Поэтому низкие концентрации витамина В12 типично сопровождают СД2 и ДПН [69], стимулируя прогрессию нейропатии. Системно-биологический анализ кобаламина в контексте протеома человека указал на следующие механизмы его действия (рис. 6):

– метаболизм жиров и холестерина;

– гемопоэз (дифференцировка клеток-предшественников);

– нейропротекторный и нейротрофический эффекты.

Неврологические роли витамин-В12-зависимых белков протеома человека представлены в таблице 4. Метионинсинтаза (ген MTR, кофакторы метилкобаламин и Zn²⁺) катализирует перенос метильной группы от метилкобаламина (MeCbl) к гомоцистеину, что приводит к образованию ферментативно-связанного кобаламина и метионина в цитозоле. MeCbl – активная форма витамина B12, используемая в качестве кофактора для биосинтеза метионина. При этом кобаламин трансформируется в MeCbl путем переноса метильной группы от молекулы 5-метилтетрагидрофолата [70]. Дефицит активности нейрональной метионинсинтазы связан с глутаматергической дисфункцией, когнитивными нарушениями [71] и нарушениями функции зрения.

Фермент метилмалонил-КоА-мутаза (ген MMUT), кофактором которого является аденозилкобаламин, необходим для переработки аминокислот с разветвленной цепью, жирных кислот с нечетной длиной углеродной цепи и при биотрансформации холестерина в сукцинил-КоА в цикле Кребса [72]. Метионинсинтаза редуктаза (аквакобаламинредуктаза) (ген MTRR), кофакторами которой являются флавинаденин динуклеотид (ФАД) и флавин мононуклеотид (ФМН), стимулирует активность метионинсинтазы [73]. Модель дефицита метионинсинтазы редуктазы у мышей демонстрирует расстройство памяти и хронические нарушения метаболизма холина в мозге [74]. Поглощение и реактивация кобаламина происходят посредством специфических белковых взаимодействий в комплексе «метионинсинтаза – метионинсинтаза редуктаза» [75].

Цианокобаламинредуктаза (ген MMACHC) катализирует восстановительное децианирование цианокобаламина с образованием кобаламина и цианида, используя ФАД и ФМН в качестве кофакторов и НАДФН в качестве косубстрата [76]. Цианокобаламин преобразуется в активные кофакторы метилкобаламин и 5’-дезоксиаденозилкобаламин, связанные с поддержкой активности цикла Кребса [77].

Митохондриальный рецептор бензодиазепинов (ген TSPO) необходим для биосинтеза нейропротекторных и нейротрофических нейростероидов [78], торможения ноцицепции [79]. При дефиците витамина В1 формируется нарушение окислительного метаболизма, приводящее к гибели митохондрий и нейронов, и снижается активность бензодиазепиновых рецепторов [80]. Ранний дефицит доноров метила (возникающий на фоне дефицита В12, фолатов и витамина В6) изменяет сигнальный путь цАМФ и нейростероидогенез [81].

Ca-канал Cav2.2 (ген CACNA1B) необходим для модуляции процессов восприятия боли, функции синапсов, высвобождения нейромедиаторов и выживания нейронов [82]. Цианокобаламин ингибирует экспрессию глутамата, снижая приток ионов кальция через Cav2.2-каналы [83].

Комплекс механизмов действия изученных молекул / Сomplex of mechanisms of action of the studied molecules

ДПН, особенно ее болевая форма, зачастую сопровождается нейровоспалением и демиелинизацией вследствие глубокого нарушения обмена аденозина и дефицита никотинамида, тиамина и цианокобаламина, приводит к нарушениям активности таргетных белков протеома нервного волокна и микрососудистого русла. В результате резко падает продукция АТФ в нейронах и глии (в т.ч. в шванновских клетках), формируются эндотелиопатия, нейровоспаление, старение нервного волокна.

Представленные результаты анализа белков протеома по отношению к витаминам В1, РР, В12 и аденозину (компонентам препарата Кокарнит^®), которые снижают нейровоспаление, улучшают метаболизм и регенерацию нервных волокон периферической нервной системы, позволили детально описать комплекс молекулярных механизмов действия препарата при ДПН и других нейродегенеративных патологиях (рис. 7).

В целом аденозин участвует в нейрогенезе, нейропротекции и снижении нейровоспаления, тиамин – в биосинтезе нейронального АТФ и поддержании структуры нейронов, ниацин – в снижении воспаления, гомеостазе миелина, нейронального синтеза АТФ, нейропластичности и аутофагии, а цианокобаламин – в обезвреживании гомоцистеина, поддержке биосинтеза миелина и нейропротекции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ / CONCLUSION

Молекулярные механизмы синергизма между витаминами В1, РР, В12 и аденозином включают:

– торможение возраст-ассоциированного нейровоспаления (англ. neuroanti-aging), стимулирование выживания нейронов в условиях ишемии/гипоксии;

– поддержку структурных компонент нейронов и глии (тело нейрона, аксоны, дендриты, миелиновые оболочки и др.);

– поддержку нейротрансмиссии (и тормозящей, и возбуждающей);

– обмен нейролипидов (прежде всего, сфингомиелина для сохранения стенки нейронов).

В результате проведенного анализа для каждого из компонентов препарата Кокарнит^® установлены таргетные белки, опосредующие восстановление нервных волокон путем регуляции нейровоспаления и ремиелинизации. Изучение биологических каскадов, в которых участвуют эти таргетные белки, указывает на молекулярные механизмы синергидного действия компонентов препарата и позволяет врачу сделать фундаментально обоснованные выводы о возможностях персонализации терапии диабетической нейропатии.