В новой работе, опубликованной в журнале International Journal of Molecular Sciences, учёные Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН исследовали влияние низких доз пестицида ротенона на нейроны центральной нервной системы обыкновенного прибрежного краба Hemigrapsus sanguineus. Ротенон — это вещество, которое широко применяется в качестве пестицида, инсектицида и яда для рыб. Его можно обнаружить в различных водных средах обитания по всему миру: в реках, эстуариях и морях. Широко распространенный пестицид может привести к изменениям, вызывающим паркинсонизм.
Молекула ротенона
В своем эксперименте учёные попытались проанализировать нейрохимические и поведенческие изменения, вызванные воздействием ротенона на прибрежных крабов. Крабам вводили раствор ротенона, что привело к избирательному снижению активности дофаминергических нейронов и ухудшению двигательной функции. Оказалось, что хроническое воздействие низких концентраций ротенона также может привести к нейротоксическому эффекту на холинергические нейроны в головном мозге, что нарушает нормальное состояние центральной нервной системы.
Так, хроническое воздействие ротенона вызывало нейротоксические эффекты, снижая двигательную активность и продолжительность жизни у крабов. Исследование продемонстрировало, что хроническое введение ротенона в низкой дозе вызывает состояние, напоминающее паркинсонизм: снижение тирозингидроксилазоподобной иммунореактивности в ряде областей центральной нервной системы, характерные нарушения локомоторной функции, которые усиливались при увеличении времени воздействия. Авторы подчёркивают, что механизм, приводящий к гибели клеток после обработки ротеноном, до конца всё ещё не изучен.
Прибрежные крабы благодаря относительной простоте их нервной системы и легко идентифицируемому поведению в некоторой степени обеспечивают базовое понимание основных молекулярных механизмов и путей, вовлечённых в патогенез болезни Паркинсона, и могут предоставлять альтернативную модель для изучения механизмов нейродегенерации.
«Вызванные ротеноном изменения нейротрансмиттеров и связанное с этим влияние на поведение могут стать инструментальным подходом к раскрытию механизма, с помощью которого ротенон вызывает нейротоксичность, и к пониманию клеточных механизмов, вовлеченных в нейродегенеративные заболевания под влиянием экологического загрязнителя — ротенона», — прокомментировал научный руководитель Лаборатории биофизики клетки ННЦМБ ДВО РАН Вячеслав Дячук.
Текст: ННЦМБ ДВО РАН
Kotsyuba, E.; Dyachuk, V. Effects of Chronic Exposure to Low Doses of Rotenone on Dopaminergic and Cholinergic Neurons in the CNS of Hemigrapsus sanguineus. Int. J. Mol. Sci. 2024, 25, 7159. https://doi.org/10.3390/ijms25137159
