Введение. 
Активность кальцийзависимых протеиназ в мозге крыс с экспериментальной нейропатологией

Нейродегенеративные заболевания? болезни Альцгеймера, Паркинсона и другие — представляют в странах с высокой продолжительностью жизни населения огромную медицинскую, социальную, финансовую и научную проблему. Распространенность этих заболеваний растёт по мере старения населения, и большинство развитых стран уже сейчас оказывают специальную поддержку исследованиям в области изучения нейродегенеративных заболеваний.

К настоящему времени участие внутриклеточных протеиназ в нейродегенеративных процессах не вызывает сомнений. С одной стороны, недостаточная интенсивность протеиназозависимых процессов при нейродегенеративных заболеваниях способствует накоплению большого количества патологических белков, например, бета-амилоида и тау-протеина при болезни Альцгеймера, альфа-синуклеина при болезни Паркинсона и других. С другой стороны, протеиназы регулируют основные пути гибели клеток при нейродегенерации — апоптоз, некроз и аутофагию. Таким образом, для нервной ткани жизненно важно поддержание тонкого баланса активности протеиназ, при этом может быть необходимым как повышение их активности для разрушения патогенных белков, так и снижение — для предотвращения массовой гибели нейронов. Са²⁺-зависимые протеиназы, или кальпаины, относящиеся к семейству С2 цистеинового типа, представлены в тканях ЦНС пятью ферментами — основными ми m-кальпаинами (КФ 3.4.22.52 и 3.4.22.53, соответственно) и минорными кальпаинами 3, 5 и 10. Участие Са²⁺-зависимых протеаз в нейродегенеративных процессах — общебиологическое явление, обнаруживаемое у широкого круга организмов — от нематоды С. elegans до приматов.

В силу особенностей биологии (неспособность к митозу) нейроны особенно чувствительны к накоплению недеградированных продуктов белкового обмена, в норме эффективно разрушаемых внутриклеточными протеиназами. Известно, что в нормальных условиях более 25% синтезированных de novo клеточных белков содержат ошибки и подвергаются быстрому разрушению. Ослабление протеиназоассоциированной функции контроля качества клеточных белков (в силу нарушения синтеза и/или регуляции протеиназ из-за сенильных изменений или при действии неблагоприятных экзогенных или эндогенных факторов) приводит к накоплению клеточных белков с ошибками биосинтеза и с нарушенной конформацией. Дефектные белки нефункциональны, участвуют в аберрантных взаимодействиях, образуют нерастворимые белковые агрегаты и приобретают свойства цитотоксичности. В связи с этим, проект направлен на изучение роли внутриклеточных протеиназ в механизмах возрастной и патологической нейродегенерации.

Целью экспериментальной и теоретической работы было изучение роли внутриклеточных кальцийзависимых протеиназ (кальпаинов) в развитии индуцированных нейродегенеративных нарушений и механизмов торможения кальпаинозависимых этапов нейродегенерации путём введения нейропротекторов. Объект исследования — лабораторные крысы — биомодели нейродегенеративных патологий человека. Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

• 1) анализ литературных источников по проблеме разнообразия молекулярных форм кальпаинов в тканях млекопитающих, их эндогенных регуляторов и роли кальпаиновой системы в развитии нейродегенеративных процессов;
• 2) освоение методических приёмов выделения кальцийзависимых протеиназ из тканей животных, разделения их молекулярных форм, определения протеолитической активности, количественной оценки уровня ингибитора кальпастатина;
• 3) проведение экспериментов с лабораторными животными: индуцирование нейродегенерации путём введения экзогенных веществ, её коррекция потенциальными нейропротекторами, проведение поведенческих тестов, взятие биологического материала (органов крыс) для биохимического анализа;
• 4) биохимический анализ протеолитической активности разных молекулярных форм кальпаинов и количественная оценка их ингибитора — кальпастатина в нервной ткани крыс разных экспериментальных групп;
• 5) анализ результатов об участии кальпаинов и их регуляторов в развитии индуцированной нейропатологии и возможности купирования кальпаинозависимых нарушений потенциальными нейропротекторами.