Effect of the inhibitory neurotransmitter glycine on slow destructive processes in brain cortex slices under anoxic conditions

Abstract

Slow destructive processes in brain cortex were studied under deep hypoxia (anoxia). Study of the character and dynamics of DNA destruction showed that apoptosis and necrosis run in parallel under the experimental conditions. These processes typically develop in tens of hours. A similar conclusion was reached from electron microscopic study of the tissue ultrastructure. More detailed study revealed that a relatively rare type of apoptosis not involving cytochrome c release from the intermembrane space of mitochondria and not associated with opening of the mitochondrial nonspecific pore occurs under the experimental conditions. As this is occurring, the process can be slowed by high concentrations of glycine, an inhibitory neurotransmitter. The study of DNA destruction demonstrated that high concentrations of glycine selectively slow apoptosis but have almost no effect on necrosis. Glycine also drastically decreases changes in the tissue ultrastructure, particularly of mitochondria, arising under anoxia. Glycine does not notably influence the mitochondrial oxidative phosphorylation system. Study of impairment of mitochondrial function demonstrated that the oxidative phosphorylation system is not disturbed for 1 h, which is several times longer than the inhibition time of brain function under deep hypoxia. The mitochondrial respiratory system is preserved for a relatively long time (24 h). Malate oxidase activity is deactivated after 48 h. The succinate oxidase fragment of the mitochondrial respiratory chain proved especially resistant; it retains activity under anoxia for more than 72 h. A possible mechanism of the effect of high glycine concentrations is discussed.

Oxidative Stress After Thrombolysis-Induced Reperfusion in Human Stroke

“…ROS generated during ischemia/ reperfusion can produce toxic changes and react with the unsaturated lipids leading to generation of by-products of lipid peroxidation such as MDA. [5][6][7]29 Unlike experimental animal studies, in human stroke, there is no clear evidence that the reperfusion injury does exist. However, its presence has not been denied, and indeed, several studies have tested treatments to prevent reperfusion injury.…”

“…Тем не менее реперфузия может иметь некоторые пагубные последствия, поскольку оксидантный стресс может быстро сменяться реоксигенацией [4][5][6][7][8]. Несмотря на то что результаты исследований моделей ишемии головного мозга на животных указывают на важ-ную роль оксидантного стресса при реперфузион-ном повреждении, доказательства реперфузионного повреждения при инсульте у человека ограниченны.…”

“…0,019 0,20 0,068 31±0,2 125,3 (85,9-179,8) 46,24 (21,8-104,6) нет 1,09±0,3 110,9 (77,3-142,5) 22.16 (8.9-45.8) Статины: 0,59 0,81 0,83 10±0,31 104,2 (78,2-170,8) 16,28 (8,6-44,9) нет 1,14±0,32 107,9 (78,1-142,1) 22,16 (7,5) Этиологический подтип инсульта: 0,011 0,98 0,58 24±0,31 118,4 (80,93-161,5) 22,72 (4,96-44,4) кардиоэмболический 1,08±0,35 110,45 (72,8-182,4) 22,86 (10,98-42,23) лакунарный … … … Неизвестная этиология 1,09±0,35 105,8 (82,54-130,82) 15,77 (5,2) Примечение.…”

“…Активные формы кислорода, обра-зующиеся при ишемии/реперфузии, могут вызывать повреждения и вступать в реакцию с ненасыщен-ными липидами, приводя к образованию побочных продуктов перекисного окисления липидов, таких как МДА [5][6][7]29]. В отличие от эксперименталь-ных исследований на животных, не существует чет-ких доказательств того, что при инсульте у чело-века развиваются реперфузионные повреждения.…”

“…Особое внимание следует уделять формированию системной защиты от проапоптотических процес-сов, возникающих на ранних стадиях гипоксии [7]. Примечательно, что поскольку существует про-странственное распределение внешних условий и уровня метаболитов вокруг ишемического очага [8], различные вмешательства, корректирующие метабо-лизм нейронов, должны быть разнесены во времени в зависимости от предполагаемой зоны воздействия.…”