Сердечно-сосудистая система пренатально стрессированных крыс: характер изменений и способ их минимизации Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

РАЗДЕЛ 5. НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ИЗУЧЕНИЮ СИСТЕМЫ

РЕГИОНАРНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ И МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ

УДК 616.1:[599.323.4:612.017.1:616-036.1]

СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА ПРЕНАТАЛЬНО СТРЕССИРОВАННЫХ КРЫС: ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЙ И СПОСОБ ИХ МИНИМИЗАЦИИ

Беляева Л.Е., Павлюкевич А.Н.

УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет»,

Витебск, Беларусь [email protected]

Резюме

Беременные крысы подвергались действию различных стрессоров через разные промежутки времени. У 3-месячного пренатально стрессированного потомства (n=188) обнаруживались повышение артериального давления, нарушения тонуса сосудов сердца и его сократительной активности, морфологические изменения в миокарде и изменение экспрессии в нем сиртуина 1. Ресвератрол, вводимый беременным крысам (10 мг/кг, внутрижелудочно), уменьшал выраженность этих нарушений у пренатально стрессированного потомства.

Ключевые слова: артериальное давление, коронарные сосуды, NО-синтазы, миокард, сиртуин 1, ресвератрол.

CARDIOVASCULAR SYSTEM OF PRENATALLY STRESSED RATS: THE

NATURE OF CHANGES AND APPROACH FOR THEIR MINIMIZATION

Belyaeva L.Eu., Pauliukevitch H.M.

Vitebsk State Medical University, Vitebsk, Belarus [email protected]

Abstract

Pregnant rats were exposed to different stressors at various intervals. The half of control and stressed rats received resveratrol. An increase in blood pressure, coronary vessels' tone and myocardium contractility disorders, morphological alterations and abnormal expression of sirtuin 1 in the myocardium were found in 3-month old prenatally stressed offspring. Resveratrol, administered to pregnant rats (10 mg/kg daily via oral gavage) reduced the severity of such disorders in prenatally stressed offspring.

Keywords: blood pressure, coronary vessels, КО-synthases, myocardium, sirtuin 1, resveratrol.

Введение. В процессе родов к сердечно-сосудистой системе плода предъявляются повышенные требования, и она традиционно считалась менее уязвимой к действию стрессоров на материнский организм, в то время как появляющиеся стойкие эпигенетические «метки» нарушают активность генов в клетках многих органов и способствуют формированию «экономного фенотипа» [1].

Цель работы - изучить особенности функционирования сердечно-сосудистой системы пренатально стрессированных крыс и оценить возможность использования ресвератрола (РСВ), активатора гистоновой деацетилазы сиртуина 1, для ограничения выраженности вероятных нарушений.

Методы исследования. Беспородные самки и самцы крыс были высажены в клетки в соотношении 1:1. После обнаружения сперматозоидов во влагалищном мазке самки самцы были отсажены, из самок методом случайного выбора сформировали группы «контроль» и «стресс». Хронический стресс моделировали по методу, описанному ранее [2]. Ресвератрол

(Sigma, USA) вводили половине крыс каждой группы в течение всей беременности утром, натощак, в растворе 0,5% карбоксиметилцеллюлозы (10 мг/кг) внутрижелудочно. У 3-месячного потомства измеряли частоту сердечных сокращений, систолическое, диастолическое и среднее артериальное давление (ЧСС, САД, ДАД и СрАД) с помощью датчика-манжетки в проекции хвостовой артерии. Тонус сосудов сердца и его сократительную функцию изучали на препаратах сердец, изолированных по методу Лангендорфа из организмов 3-месячного потомства, перфузируемых раствором Кребса-Хензелайта и сокращающихся в изометрическом режиме при объемной скорости коронарного потока (ОСКП) 6, 8, 10 и 15 мл/мин. Регистрировали коронарное перфузионное давление (КПД), развиваемое внутрижелудочковое давление (РВД), скорость сокращения и расслабления миокарда левого желудочка (dLVPdt max, dLVPdt min) в условиях интактных NO-синтаз и при их ингибировании с помощью добавления L-NAME (60 мкМ) или S-MT (10 мкМ) в перфузионный раствор. В гистологических срезах миокарда потомства после их окраски гематоксилином и эозином и иммуногистохимической обработки с использованием поликлональных антител к сиртуину 1 (Thermo Fisher Scientific, USA) с помощью световой микроскопии при увеличении D400 изучали экспрессию сиртуина 1. Стабильные продукты деградации NO (NO3-/NO2-) определяли в сыворотке крови с использованием реактива Грисса. Статистическую обработку данных проводили с помощью программы «Statistica 10.0», сравнивая их с использованием U-критерия Манна-Уитни и считая различия статистически значимыми при p<0,05.

Результаты и их обсуждение. У пренатально стрессированных самок и самцов САД, ДАД и СрАД повышалось в среднем на 15,2 и 17,1%, соответственно (сравнение с таковыми у контрольного потомства), при этом концентрация NO3-/NO2- в сыворотке крови статистически значимо не изменялась. Введение РСВ беременным крысам предотвращало увеличение САД, ДАД и СрАД у их пренатально стрессированного потомства, наряду с увеличением концентрации NO3-/NO2- на 42,4 и 70,6% у самок и самцов, соответственно. Такое действие РСВ можно объяснить сиртуин-зависимой активацией эндотелиоцитарной NO-синтазы, повышением доступности L-аргинина для этого фермента, а также изменением баланса между вазоконстрикторами и вазодилататорами у этих животных. У пренатально стрессированных крыс, особенно у самок, в миокарде обнаруживались выраженный интерстициальный отек, лимфоцитарная периваскулярная и очаговая интерстициальная инфильтрация, набухание цитоплазмы кардиомиоцитов с очагами миоцитолиза, уменьшение ядер кардиомиоцитов, конденсация хроматина, а также очаговые явления кариопикноза и кариорексиса. Экспрессия сиртуина 1 в миокарде у пренатально стрессированных самцов возрастала, а у пренатально стрессированных самок - снижалась. Введение РСВ беременным крысам на фоне стресса уменьшало выраженность изменений миокарда потомства, а также приводило к многократному повышению экспрессии в нем сиртуина 1. В сердцах крыс, изолированных из организмов пренатально стрессированных самцов, но не самок, КПД при ОСКП 10 и 15 мл/мин. было на 14 и 23% ниже, чем в сердцах крыс контрольного потомства, что свидетельствует о снижении базального тонуса коронарных сосудов. У этих самцов также статистически значимо снижались РВД, dLVPdt max и dLVPdt min. Под действием РСВ, вводимого беременным крысам на фоне стресса, сниженные показатели в изолированных сердцах их потомства-самцов возрастали. Ингибирование NO-синтазы с помощью L-NAME сопровождалось повышением КПД на 36,3% в сердцах контрольного потомства-самцов, на 71,1% в сердцах самцов контрольных крыс, получавших РСВ, и на 91,8% в сердцах пренатально стрессированных самцов, матерям которых вводили РСВ. Введение в раствор S-MT при перфузии сердец самцов, перенесших пренатальный стресс, привело к тому, что при ОСКП 8, 10 и 15 мл/мин. КПД не отличалось от такового в сердцах контрольного потомства-самцов с интактной NO-синтазой, а при ОСКП 6 мл/мин. даже превышало КПД на 15,7%, что указывает на возможную активацию индуцибельной NO-синтазы в коронарных сосудах пренатально стрессированных самцов. Средний прирост КПД под влиянием S-MT в сердцах потомства-самцов группы «стресс» составил 15,5%, а в

С М О Л Е Н С К И Й М Е Д И Ц И Н С К И Й А Л Ь М А Н А Х

2 0 1 8, № 4

| 93

сердцах самцов, родившихся от крыс, матери которых на фоне стресса получали РСВ - всего 7,2%, что косвенно свидетельствует о снижении активности индуцибельной NO-синтазы в коронарных сосудах самцов под действием РСВ. Следовательно, прирост сократительного ответа коронарных сосудов изолированных сердец пренатально стрессированных самцов под влиянием РСВ был обусловлен его способностью активировать эндотелиоцитарную NO-синтазу.

Выводы. Введение ресвератрола беременным крысам на фоне стресса способно эффективно предотвращать повышение артериального давления и нарушения тонуса сосудов сердца у половозрелого пренатально стрессированного потомства, в том числе, благодаря модулирующему влиянию на активность различных изоформ NO-синтазы, а также уменьшать выраженность морфологических нарушений в ткани сердца и способствовать увеличению его сниженной сократительной активности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Coplan J.D. et al. Reduced left ventricular dimension and function following early life stress: A thrifty phenotype hypothesis engendering risk for mood and anxiety disorders // Neurobiol. Stress. - 2017. - Vol. 8. - P. 202-210.

2. Беляева Л.Е. и др. Хронический непредсказуемый стресс у беременных крыс и здоровье их потомства // Росс. Физиол. ж-л им. И.М. Сеченова. - 2016. - Т. 102, № 7. - С. 852-863.

УДК 612.15

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ КРОВОТОКА В ПИАЛЬНЫХ АРТЕРИАЛЬНЫХ И ВЕНОЗНЫХ СОСУДАХ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ВИДЕОРЕГИСТРАЦИИ

Волков М.В.1, Маргарянц Н.Б.1, Потемкин А.В.1, Горшкова О.П.2, Шуваева В.Н. 2 1 Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия 2Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, Россия

[email protected]

Резюме

При исследовании влияния различных воздействий на состояние пиальных сосудов головного мозга крыс актуальной является задача оценивания параметров кровотока в данных сосудах. Ранее методами видеокапилляроскопии была решена задача вычисления скорости кровотока для капилляров ногтевого ложа человека. В крупных пиальных сосудах головного мозга, в отличие от капилляров, скорость кровотока существенно выше; кроме того, наблюдаются радиальные градиенты скорости кровотока. В работе предложены методы, позволяющие восстановить динамический профиль скорости кровотока, построить модель сосуда и на ее основе вычислить объем крови, протекающей через сосуд.

Ключевые слова: скорость кровотока, профиль скорости кровотока, пиальные сосуды, крысы, флоуметрия.

EVALUATION OF BLOOD FLOW PARAMETERS IN RATS PIAL ARTERIAL

AND VENOUS BRAIN VESSELS BASED ON VIDEO REGISTRATION

Volkov M.V.1, Margaryants N.B.1, Potemkin A.V.1,

2 2 Gorshkova O.P. , Shuvaeva V.N.

1ITMO University, Saint Petersburg, Russia Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences,

Saint Petersburg, Russia [email protected]