surgumedВестник СурГУ. МедицинаVestnik SurGU. Meditsina2949-3447Сургутский государственный университет10.35266/2949-3447-2026-2-10surgumed-1013Research ArticleМЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕLIFE SCIENCES. EXPERIMENTAL RESEARCHВЛИЯНИЕ ГАНГЛИОЗИДА GM1 НА ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС НАРУШЕНИЯ ПАМЯТИ И ЭКСПРЕССИЮ РЕГУЛЯТОРОВ АПОПТОЗА В ГИППОКАМПЕ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ДЛИТЕЛЬНОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИGM1 GANGLIOSIDE INFLUENCE ON MEMORY IMPAIRMENTS AND APOPTOSIS REGULATORS’ EXPRESSION IN HIPPOCAMPUS UNDER PROLONGED EXPERIMENTAL ALCOHOL INTOXICATIONhttps://orcid.org/0000-0001-5022-5310МавлихановаА. А.MavlikhanovaA. A.

соискатель

Candidate

mdmavlikhanova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8351-0601КатаевВ. А.KataevV. A.

доктор фармацевтических наук, профессор

Doctor of Sciences (Pharmaceutics), Professor

https://orcid.org/0000-0001-6146-320XГизатуллинТ. Р.GizatullinT. R.

доктор медицинских наук, доцент

Doctor of Sciences (Medicine), Docent

https://orcid.org/0000-0003-1199-0911ЦыганВ. Н.TsyganV. N.

доктор медицинских наук, профессор, академик РАЕН, заслуженный деятель науки РФ

Doctor of Sciences (Medicine), Professor, Academician of the Russian Academy of Natural Sciences, Honored Scientist of the Russian Federation

https://orcid.org/0000-0002-4427-0112ЮмагузинА. Р.YumaguzinA. R.

кандидат физико-математических наук, доцент

Candidate of Sciences (Physics and Mathematics), Docent

Республиканская клиническая психиатрическая больница, Уфа; Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова Минобороны России, Санкт-ПетербургРоссияRepublican Clinical Psychiatric Hospital, Ufa; Kirov Military Medical Academy of the Ministry of Defence of the Russian Federation, Saint PetersburgRussian FederationБашкирский государственный медицинский университет Минздрава России, УфаРоссияBashkir State Medical University of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation, UfaRussian FederationРеспубликанская клиническая психиатрическая больница, УфаРоссияRepublican Clinical Psychiatric Hospital, UfaRussian FederationВоенно-медицинская академия имени С. М. Кирова Минобороны России, Санкт-ПетербургРоссияKirov Military Medical Academy of the Ministry of Defence of the Russian Federation, Saint PetersburgRussian FederationУфимский университет науки и технологий, УфаРоссияUfa University of Science and Technology, UfaRussian Federation2026030720261928995Copyright © Мавлиханова А.А., Катаев В.А., Гизатуллин Т.Р., Цыган В.Н., Юмагузин А.Р., 20262026Мавлиханова А.А., Катаев В.А., Гизатуллин Т.Р., Цыган В.Н., Юмагузин А.Р.Mavlikhanova A.A., Kataev V.A., Gizatullin T.R., Tsygan V.N., Yumaguzin A.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.surgumed.ru/jour/article/view/1013

Хроническая алкогольная интоксикация является значимой медико-социальной проблемой, приводящей к стойким когнитивным нарушениям и поражениям центральной нервной системы. Ключевую роль в патогенезе повреждения нейронов играет активация программируемой клеточной гибели (апоптоза и пироптоза), однако вклад конкретных молекулярных механизмов, агентов, триггеров требует дальнейшего детального изучения. В качестве перспективного нейропротекторного агента нами рассматривается моносиалотетрагексилганглиозид (GM1). Целью данного исследования явилась комплексная оценка влияния ганглиозида GM1 на процессы обучения и памяти, а также на экспрессию ключевых регуляторов апоптоза (каспаза-1, каспаза-3, Bcl-2, Bax) в гиппокампе мышей в условиях экспериментальной длительной алкогольной интоксикации. Исследование проведено на 40 мышах линии BALB/c, разделенных на контрольную группу, группу модели интоксикации этанолом и две группы, получавшие этанол в сочетании с GM1 в дозах 10 мг/кг и 30 мг/кг. Для оценки памяти использовали тест пассивного избегания, а экспрессию белков анализировали методом вестерн-блоттинга. Результаты показали, что алкогольная интоксикация статистически достоверно нарушала консолидацию памяти и повышала уровни проапоптотических маркеров каспазы-1 и каспазы-3 в гиппокампе. Введение GM1 продемонстрировало нейропротекторный эффект на биохимическом уровне, значимо снизив экспрессию каспаз и оказав дозозависимое влияние на белки семейства Bcl-2. Однако статистически значимого достоверного улучшения поведенческих показателей выявлено не было.

Chronic alcohol intoxication is a major medical and social issue that leads to permanent cognitive impairments and central nervous system injury. The neuronal damage is highly influenced by the activation of programmed cell death (apoptosis and pyroptosis). Still, the contribution of specific molecular mechanisms, agents, and triggers requires further investigation. The paper examines monosialotetrahexosylganglioside (GM1) as a promising neuroprotective agent. The research purpose is to comprehensively assess the GM1 ganglioside impact on learning, memory, and expression of the main apoptosis regulators (caspase-1, caspase-3, Bcl-2, Bax) in the mice hippocampus under prolonged experimental alcohol intoxication. The study includes 40 mice of the BALB/c line divided into a control group, an ethanol intoxicated group, and two groups receiving a combination of ethanol and GM1 at doses of 10 mg/kg and 30 mg/kg. The authors apply a passive avoidance test to evaluate memory, whereas protein expression is analyzed by means of western blotting. The findings statistically confirm that alcohol intoxication impairs memory consolidation and increases levels of the pro-apoptotic markers, such as caspase-1 and caspase-3, in hippocampus. GM1 injection results in a neuroprotective effect on the biochemical level; it considerably reduces the caspases expression and shows a dose-dependent relationship with the Bcl-2 family of proteins. Nevertheless, the study detects no significant behavior improvements.

длительная алкогольная интоксикациякогнитивные нарушениягиппокампапоптозганглиозид GM1нейропрокцияУРПИвестерн-блоттингprolonged alcohol intoxicationcognitive impairmentshippocampusapoptosisGM1 gangliosideneuroprotectionpassive avoidance testwestern blottingReferencesSchiller B., Heinrichs M., Beste C. et al. Acute alcohol intoxication modulates the temporal dynamics of resting electroencephalography networks // Addiction Biology. 2021. Vol. 26, no. 6. https://doi.org/10.1111/adb.13034.Schiller B., Heinrichs M., Beste C. et al. Acute alcohol intoxication modulates the temporal dynamics of resting electroencephalography networks // Addiction Biology. 2021. Vol. 26, no. 6. https://doi.org/10.1111/adb.13034.Basu S., Suh H. Role of hippocampal neurogenesis in alcohol withdrawal seizures // Brain Plasticity. 2020. Vol. 6, no. 1. P. 27–39. https://doi.org/10.3233/BPL-200114.Basu S., Suh H. Role of hippocampal neurogenesis in alcohol withdrawal seizures // Brain Plasticity. 2020. Vol. 6, no. 1. P. 27–39. https://doi.org/10.3233/BPL-200114.Åberg E., Hofstetter C. P., Olson L. et al. Moderate ethanol consumption increases hippocampal cell proliferation and neurogenesis in the adult mouse // International Journal of Neuropsychopharmacology. 2005. Vol. 8, no. 4. P. 557–567. https://doi.org/10.1017/S1461145705005286.Åberg E., Hofstetter C. P., Olson L. et al. Moderate ethanol consumption increases hippocampal cell proliferation and neurogenesis in the adult mouse // International Journal of Neuropsychopharmacology. 2005. Vol. 8, no. 4. P. 557–567. https://doi.org/10.1017/S1461145705005286.Preez R. D., Mwila T., Efuntayo A. et al. Neuroprotective effects of Simvastatin against alcohol-induced oxidative stress and neurodegeneration in the hippocampus of adolescent mice // Metabolic Brain Disease. 2025. Vol. 40, no. 6. https://doi.org/10.1007/s11011-025-01668-w.Preez R. D., Mwila T., Efuntayo A. et al. Neuroprotective effects of Simvastatin against alcohol-induced oxidative stress and neurodegeneration in the hippocampus of adolescent mice // Metabolic Brain Disease. 2025. Vol. 40, no. 6. https://doi.org/10.1007/s11011-025-01668-w.Wang X., Zhang K., Yang F. et al. Minocycline protects developing brain against ethanol-induced damage // Neuropharmacology. 2018. Vol. 129. P. 84–99. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2017.11.019.Wang X., Zhang K., Yang F. et al. Minocycline protects developing brain against ethanol-induced damage // Neuropharmacology. 2018. Vol. 129. P. 84–99. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2017.11.019.Motaghinejad M., Motevalian M., Fatima S. et al. Curcumin confers neuroprotection against alcohol-induced hippocampal neurodegeneration via CREB-BDNF pathway in rats // Biomedicine & Pharmacotherapy. 2017. Vol. 87. P. 721–740. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2016.12.020.Motaghinejad M., Motevalian M., Fatima S. et al. Curcumin confers neuroprotection against alcohol-induced hippocampal neurodegeneration via CREB-BDNF pathway in rats // Biomedicine & Pharmacotherapy. 2017. Vol. 87. P. 721–740. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2016.12.020.Karadayian A. G., Czerniczyniec A., Lores-Arnaiz S. Apoptosis due to after-effects of acute ethanol exposure in brain cortex: Intrinsic and extrinsic signaling pathways // Neuroscience. 2024. Vol. 544. P. 39–49. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2024.02.022.Karadayian A. G., Czerniczyniec A., Lores-Arnaiz S. Apoptosis due to after-effects of acute ethanol exposure in brain cortex: Intrinsic and extrinsic signaling pathways // Neuroscience. 2024. Vol. 544. P. 39–49. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2024.02.022.Liu L., Chen M., Zhao L. et al. Ethanol induces platelet apoptosis // Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 2017. Vol. 41, no. 2. P. 291–298. https://doi.org/10.1111/acer.13295.Liu L., Chen M., Zhao L. et al. Ethanol induces platelet apoptosis // Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 2017. Vol. 41, no. 2. P. 291–298. https://doi.org/10.1111/acer.13295.Жернова Е. В., Вялова Н. М., Иванова С. А. и др. Показатели запрограммированной гибели лимфоцитов и нейтрофилов у лиц с алкогольной интоксикацией в динамике терапии препаратом с антиоксидантными свойствами // Вестник Томского государственного педагогического университета. 2009. № 3. C. 59–62.Жернова Е. В., Вялова Н. М., Иванова С. А. и др. Показатели запрограммированной гибели лимфоцитов и нейтрофилов у лиц с алкогольной интоксикацией в динамике терапии препаратом с антиоксидантными свойствами // Вестник Томского государственного педагогического университета. 2009. № 3. C. 59–62.Беленичев И. Ф., Кучер Т. В., Кучеренко Л. И. и др. Нитрозирующий стресс и апоптоз нейронов СА1-зоны гиппокампа в условиях моделирования хронической алкогольной интоксикации: нейропротективные эффекты тиоцетама // Вестник новых медицинских технологий. 2014. Т. 21, № 3. C. 86–90.Беленичев И. Ф., Кучер Т. В., Кучеренко Л. И. и др. Нитрозирующий стресс и апоптоз нейронов СА1-зоны гиппокампа в условиях моделирования хронической алкогольной интоксикации: нейропротективные эффекты тиоцетама // Вестник новых медицинских технологий. 2014. Т. 21, № 3. C. 86–90.Allende M. L., Lee Y. T., Byrnes C. et al. Sialidase NEU3 action on GM1 ganglioside is neuroprotective in GM1 gangliosidosis // Journal of Lipid Research. 2023. Vol. 64, no. 12. https://doi.org/10.1016/j.jlr.2023.100463.Allende M. L., Lee Y. T., Byrnes C. et al. Sialidase NEU3 action on GM1 ganglioside is neuroprotective in GM1 gangliosidosis // Journal of Lipid Research. 2023. Vol. 64, no. 12. https://doi.org/10.1016/j.jlr.2023.100463.Dang C., Wang Q., Zhuang Y. et al. Synergistic effects of neuroprotective drugs with intravenous recombinant tissue plasminogen activator in acute ischemic stroke: A Bayesian network meta-analysis // PLoS One. 2024. Vol. 19, no. 12. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0311231.Dang C., Wang Q., Zhuang Y. et al. Synergistic effects of neuroprotective drugs with intravenous recombinant tissue plasminogen activator in acute ischemic stroke: A Bayesian network meta-analysis // PLoS One. 2024. Vol. 19, no. 12. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0311231.Мавлиханова А. А., Павлов В. Н., Ян Б. и др. Моносиалоганглиозид GM1: структура, антиапоптотические свойства и нейропротекция // Медицинский вестник Башкортостана. 2018. Т. 13, № 5. С. 82–87.Мавлиханова А. А., Павлов В. Н., Ян Б. и др. Моносиалоганглиозид GM1: структура, антиапоптотические свойства и нейропротекция // Медицинский вестник Башкортостана. 2018. Т. 13, № 5. С. 82–87.Fazzari M., Lunghi G., Henriques A. et al. GM1 oligosaccharide efficacy in Parkinson’s disease: Protection against MPTP // Biomedicines. 2023. Vol. 11, no. 5. https://doi.org/10.3390/biomedicines11051305.Fazzari M., Lunghi G., Henriques A. et al. GM1 oligosaccharide efficacy in Parkinson’s disease: Protection against MPTP // Biomedicines. 2023. Vol. 11, no. 5. https://doi.org/10.3390/biomedicines11051305.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.