А. В. Чурилова

Реклама
52
МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2012 г., ТОМ 12, № 3
свободного цитруллина плазмы был значимо ниже на
5-й и 20-й минутах гипоксического периода и на 15-й
минуте раннего восстановительного.
Обсуждение результатов. В ходе эксперимента
отмечено последовательное достоверное по сравнению
с контролем (p<0,05) снижение содержания свободного аргинина в гипоксический период и раннем восстановительном периоде во второй группе. Наблюдаемые изменения уровней ключевых для синтеза NO
свободных аминокислот плазмы свидетельствуют об
активной метаболизации аргинина, субстрата NOсинтаз, и его ресинтезе из цитруллина для удовлетворения возросших потребностей организма. Это подтверждается показателями общего NO плазмы,
которые были выше во второй группе по сравнению
с первой (см. таблицу). Вместе с тем в обеих экспериментальных группах отсутствовали экстремально вы-
сокие показатели NO, что может отмечаться при острой высотной болезни. Последнее может свидетельствовать о наличии у испытуемых адаптивных резервов,
достаточных для компенсации предъявленного гипоксического воздействия (Бойко, Бурых, 2012).
Динамика показателей свободного цитруллина
в целом коррелировала с изменением содержания
АРГ, что вписывается в современные представления о метаболизме этих метаболитов.
Полученные данные позволяют предположить
целесообразным в дальнейшем оценить влияние острой гипоксии на метаболизм аргинина в постпрандиальном состоянии при использовании обогащенных
изучаемыми метаболитами рационов в связи с перспективой разработки специализированного питания
или препаратов, повышающих резистентность организма к острой экзогенной гипоксии.
Литература
1. Бойко Е. Р., Бурых Э. А. Показатели метаболитов оксида азота у человека при острой нормобарической гипоксии // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова.— 2012.— Т. 98, № 1.— С. 147–154.
2. Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты / под ред. Л. Д. Лукьяновой и И. Б. Ушакова.— М.: Истоки, 2004.— 589 с.
3. Davis K. L., Martin E., Turko I. V., Murad F. Novel effects of nitric oxide // Annual Review of Pharmacology and Toxicology.— 2001.—
№ 41.— P. 203–236.
4. Eddahibi S., Adnot S., Carville C., Blouquit Y., Raffestin B. L-Arginine restores endothelium-dependent relaxation in pulmonary circulation of
chronically hypoxic rats // American Journal of Physiology.— 1992.— № 263.— P. L194–L200.
5. Gold M. E., Wood K. S., Byrns R. E. et al. L-Arginine-dependent vascular smooth-muscle relaxation and cGMP formation // Amer. J. of
Physiology.— 1990.— № 259.— P. H1813–H1821.
Контакт: dea[email protected]
ОСОБЕННОСТИ ЭКСПРЕССИИ МИНЕРАЛОКОРТИКОИДНЫХ
РЕЦЕПТОРОВ В НЕОКОРТЕКСЕ КРЫС ПРИ ПРЕДЪЯВЛЕНИИ
РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ ГИПОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ
А. В. Чурилова
Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, Россия
© А. В. Чурилова, 2012 г.
Введение. Минералокортикоидным рецепторам
(МР) отводится важная роль в процессах регуляции
активности гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы (ГГАС) [1], выживания нейронов,
обучения и памяти [2–4]. МР в большом количестве
локализуются как в гиппокампе, так и неокортексе [3].
Ранее показано, что тяжелая (повреждающая) и прекондиционирующая (протективная) гипобарическая
гипоксия (ТГ и ПК соответственно) индуцирует различные паттерны экспрессии МР в гиппокампе [5].
Цель работы: изучение особенностей экспрессии
МР в неокортексе крыс при предъявлении различных режимов гипобарической гипоксии.
Материалы и методы исследования. Объектом
исследования были крысы-самцы линии Вистар массой 200–250 г. Для создания гипобарической гипоксии (ГГ) использовали барокамеру проточного типа. ГГ предъявлялась животным в двух основных
режимах: тяжелая (ТГ, 180 мм рт. ст. в течение 3 ч)
и умеренная прекондиционирующая (ПК,
МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2012 г., ТОМ 12, № 3
53
360 мм рт. ст. в течение 2 ч). Эти два режима в различных комбинациях использовали для создания следующих экспериментальных групп (по 6 животных
в каждой группе): 1) крысы, подвергнутые действию
ТГ; 2, 3, 4) крысы, подвергнутые одному, трем или
шести сеансам ПК (в случае трех- и шестикратного
ПК интервал между сеансами 24 часа) и спустя 24
часа — ТГ; 5, 6, 7) крысы, подвергнутые только одному, трем или шести сеансам ПК; 8) контрольная
группа животных. Образцы ткани мозга извлекали
через 3 и 24 ч после ТГ или после последнего сеанса
ПК и далее обрабатывали согласно стандартному гистологическому протоколу. Оценку экспрессии МР
в нейронах неокортекса проводили с использованием
иммуноцитохимического метода и компьютерного
анализа микроизображений.
Результаты исследования. Все три вида ПК
приводили к увеличению экспрессии МР в неокортексе, но в разной степени. Однократное ПК не вы-
в неокортексе. При этом происходило снижение как
общего количества иммунореактивных к МР клеток
(на 20% относительно контроля), так и доли интенсивно меченых клеток (на 88% относительно контроля). Однократное ПК также приводило к снижению интенсивно меченых клеток (на 60%
относительно контроля) к 24 ч после ТГ. В противоположность этому, многократные (трех- и шестикратное) ПК воздействия не приводили к снижению
экспрессии МР после ТГ. В ответ на трехкратное
ПК наблюдалось увеличение интенсивности экспрессии (на 323% относительно контроля) к 24 ч после ТГ. В случае шестикратного ПК увеличивалось
как общее количество иммунореактивных к МР клеток (на 20% относительно контроля), так и количество интенсивно окрашенных клеток (на 314% относительно контроля) к 3 и 24 ч после ТГ (таблица).
Обсуждение результатов. Согласно данным литературы, МР играют важную роль в процессах ги-
зывало изменения общего количества иммунореактивных к МР клеток, но приводило к умеренному
увеличению содержания интенсивно окрашенных
клеток (на 418% относительно контроля) к 24 ч после воздействия. В ответ на шестикратное ПК происходило увеличение экспрессии к 3 ч, в основном за
счет изменения интенсивности иммунореактивности
(доля интенсивно окрашенных клеток составляла
430% относительно контроля). Наиболее выраженные изменения наблюдались в ответ на трехкратное
ПК: происходило значительное увеличение как общего количества иммунореактивных к МР клеток
(на 120%), так и содержания интенсивно окрашенных клеток (на 1810% относительно контроля).
В отличие от умеренного гипоксического воздействия, ТГ приводила к подавлению экспрессии МР
бели/выживания нейронов, а также в процессах
обучения и памяти [2–4]. Нами установлено, что
умеренная ГГ приводит к увеличению экспрессии
МР, причем наиболее выраженные изменения наблюдаются в ответ на трехкратное ПК. Как известно, МР являются транскрипционными факторами,
активирующими большое количество генов-мишеней, к которым относятся гены нейропротективных
белков, таких как анти-апоптотические факторы
Bcl-2 и Bcl-xL [6, 7], нейротрофические факторы
[8]. МР уменьшает экспрессию про-апоптотического белка р53 [7]. Очевидно, оверэкспрессия этого
транскрипционного фактора в ответ на трехкратное
ПК является одним из механизмов, способствующих формированию толерантности нейронов мозга
к действию ТГ.
54
МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2012 г., ТОМ 12, № 3
Ранее в нашей лаборатории было показано, что
ТГ вызывает структурные нарушения нейронов
и приводит к их гибели [9, 10]. Многократные, но не
однократное ПК-воздействия способны предотвращать эти нарушения [10, 11]. По нашим данным, ТГ
подавляет экспрессию МР в нейронах неокортекса.
Трех- и шести, но не однократные ПК-воздействия
не снижают, а увеличивают экспрессию МР после
ТГ. Активацию МР связывают с выживанием нейронов [2, 6]. У трансгенных мышей, оверэкспрессирующих МР, значительно снижалось количество
погибших нейронов после ишемии [2]. Ранее было
показано, что трехкратное ПК способно активировать и другие транскрипционные факторы (pCREB,
NF-κB, c-Fos, NGFI-A), участвующие в процессах
выживания нейронов, а также увеличивать экспрессию антиапоптотических факторов семейства Bcl,
пептидных антиоксидантов и нейротрофинов [10,
12–15]. Очевидно, увеличение экспрессии МР, обнаруженное в ответ на многократные ПК-воздействия, также имеет про-адаптивный эффект при действии ТГ.
Литература
1. De Kloet E. R., Vreugdenhil E., Oitzl M. S., Joels M. Brain corticosteroid receptor balance in health and disease // Endocr Rev.– 1998.—
Vol. 19, № 3.— P. 269–301.
2. Lai M., Horsburgh K., Bae S. E. et al. Forebrain mineralocorticoid receptor overexpression enhances memory, reduces anxiety and attenuates neuronal loss in cerebral ischaemia // Eur. J. Neurosci.— 2007.— Vol. 25, № 6.— P. 1832–1842.
3. Pryce C. R. Postnatal ontogeny of expression of the corticosteroid receptor genes in mammalian brains: inter-species and intra-species differences
// Brain Res Rev.— 2008.— Vol. 57, № 2.— P. 596–605.
4. Rogalska J. Mineralocorticoid and glucocorticoid receptors in hippocampus: their impact on neurons survival and behavioral impairment after neonatal brain injury // Vitam Horm.— 2010.— Vol. 82.— P. 391–419.
5. Rybnikova E., Gluschenko T., Churilova A. et al. Expression of glucocorticoid and mineralocorticoid receptors in hippocampus of rats exposed to
various modes of hypobaric hypoxia: Putative role in hypoxic preconditioning // J. Brain Res.— 2011.— Vol. 1381.— Р. 66–77.
6. Almeida O., Conde G., Crochmore C. et al. Subtle shifts in the ratio between pro- and antiapoptotic molecules after acrivation of corticosteroid
receptors decide neuronal fate // Faseb J.— 2000.— Vol. 14.— P. 779–790.
7. McCullers D. L., Herman J. P. Mineralocorticoid receptors regulate bcl-2 and p53 mRNA expression in hippocampus // Neuroreport.—
1998.— Vol. 9 № 13.— P. 3085–3089.
8. Hansson A. C., Cintra A., Belluardo N. et al. Gluco- and mineralocorticoid receptor-mediated regulation of neurotrophic factor gene expression in
the dorsal hippocampus and the neocortex of the rat // Eur. J. Neurosci.— 2000.— Vol. 12, № 8.— P. 2918–2934.
9. Рыбникова Е. А., Хожай Л.И., Тюлькова Е. И. и др. Влияние гипобарической гипоксии на экспрессию белков ранних генов и структурные изменения нейронов мозга: корректирующий эффект прекондиционирования // Морфология.— 2004.— Т. 125, № 2.— С. 10–15.
10. Самойлов М. О., Рыбникова Е. А. Молекулярно-клеточные и гормональные механизмы индуцированной толерантности мозга к экстремальным факторам среды // Российский физиол. журн. им. И. М. Сеченова.— 2012.— Т. 98, № 1.— С. 108–126.
11. Чурилова А. В., Глущенко Т. С., Самойлов М. О. Изменения нейронов гиппокампа и неокортекса крыс под влиянием различных режимов гипобарической гипоксии // Морфология.— 2012.— Т. 141, № 1.— С. 7–11.
12. Строев С. А., Самойлов М. О. Эндогенные антиоксиданты и гипоксическая толерантность мозга.— СПб.: Ин-т физиологии им.
И. П. Павлова РАН, 2006.
13. Rybnikova E., Sitnik N., Gluschenko T. et al. The preconditioning modified neuronal expression of apoptosis-related proteins of Bcl-2 superfamily following severe hypobaric hypoxia in rats // Brain Res.— 2006.— Vol. 1089.— P. 195–202.
14. Rybnikova E., Gluschenko T., Tulkova E. et al. Preconditioning induces prolonged expression of transcription factors pCREB and NF-kappa B
in the neocortex of rats before and following severe hypobaric hypoxia // J. Neurochem.— 2008.— Vol. 106, № 3.— P. 1450–1458.
15. Rybnikova E., Glushchenko T., Tyulkova E. et al. Mild hypobaric hypoxia preconditioning up-regulates expression of transcription factors c-Fos
and NGFI-A in rat neocortex and hippocampus // Neurosci Res.— Vol. 65, № 4.— P. 360–366.
Контакт: [email protected]
Скачать