Характер экспрессии мРНК HIF-1a и HIF-3a, уровень нитротирозина, цГМФ и интерлейкинов в гомогенате мозга монгольских песчанок с острым нарушением мозгового кровотока и на фоне проводимой терапии модуляторами системы глутатиона
Разработка стратегии лечения острых нарушений мозгового кровообращения. Проведение курсовой терапии модуляторами системы глутатиона. Исследование проблемы гипоксии при церебральных патологиях головного мозга. Последствия образования токсичных дериватов.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.10.2018 |
| Размер файла | 72,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
12
Запорожский государственный медицинский университет
Характер экспрессии мРНК HIF-1a и HIF-3a, уровень нитротирозина, цГМФ и интерлейкинов в гомогенате мозга монгольских песчанок с острым нарушением мозгового кровотока и на фоне проводимой терапии модуляторами системы глутатиона
Беленичев И. Ф., Литвиненко Е. С., Камышный А. М.
г. Запорожье
Вступление
Высокий риск смертности и инвалидизации в последствие острой церебральной ишемии диктует необходимость поиска новых подходов фармакологической коррекции данной патологии [1,2]. Поиск эффективных нейропротекторов на сегодня идет по двум направлениям: первое это повышение устойчивости нервной ткани к условиям гипоксии и второе ограничение интенсивности оксидативного и нитрозативного стресса, снижение местной воспалительной реакции и последствий ишемии/гипоксии тканей [1].
В свете проблемы гипоксии при церебральных патологиях головного мозга, большое значение уделяется регуляторным белкам, которые индуцируются в ответ на гипоксию - белкам семейства HI Fs. Данные белки играют ведущую роль в системном ответе организма на снижение кислорода и синтезируются в большинстве тканей, а максимальная их экспрессия отмечена в нейронах [9-13,15].
Гипоксия является фактором, при котором клетки переходят на нитратно-нитритное дыхание с образованием N0. Оксид азота в условиях оксидативного стресса в нервной ткани образует токсичные активные дериваты пероксинитрит (ONOO-), ион нитрозония (NO+), нитроксил (NO-) и диазоттриок- сид (N2O3), которые являются главными факторами нитрозирующего стресса при ишемии.
При фокальной форме ишемии к 3-4 суткам гиперпродукция токсичных форм азота в условиях сохраняющегося оксидативного стресса является результатом действия индуцибелной NOS, которая интенсивно продуцируется активированными глиальными клетками и клетками воспаления при участии провоспалительных цитокинов (TNF-a, IL-1 в) [6].
Факторы HIF-1a и HIF-3a, которые участвуют в формировании основы долговременной адаптации к гипоксии, а также регуляция гиперпродукции активных форм азота (АФА) и активности NOS являются перспективными мишенями для разработки стратегии лечения острых нарушений мозгового кровообращения (ОНМК), в генезе которых ведущую роль играет гипоксия. В литературе имеются убедительные данные положительного действия индукторов HIF-1 а и ингибиторов NOS по ограничению прогрессирования ишемии мозга [9].
Цель исследования. Изучить характер экспрессии мРНК HIF-1 а и HIF-3a, уровень цитокинов (IL-4, IL-1 в, TNF-а), нитротирозина и цГМФ в гомогенате мозга монгольских песчанок с экспериментальной ОНМК на фоне курсового лечения модуляторами системы глутатиона-селеназы, глутоксима и глуторедоксина.
Объект и методы исследования. Экспериментальная часть выполнена на 60 самцах монгольских песчанок (Meriones unguiculatus) массой 60-80 г Животные содержались на стандартном рационе питания и питья с 12 часовым циклом смены света/темноты на протяжении всего эксперимента. Исследования на животных проводились в соответствии с Директивой Европейского Союза 2010/10/63 EU.
Экспериментальные группы формировали по 10 особей одинакового веса в группе. Согласно с программой исследования, использовали общепринятую в данное время модель экспериментального острого нарушения мозгового кровообращения - необратимую одностороннюю перевязку общей сонной артерии.
Операцию выполняли под тиопенталовым наркозом (40 мг/кг), путём хирургического доступа выделяли общую сонную артерию, подводили под нее шелковую лигатуру и перевязывали. Для изучения действия препаратов животным вводили селеназу (ArzneimittelGmbH, Germany) - 50 мкг/кг, глутоксим (ФАРМА-ВАМ, Москва) - 50 мг/кг и глутаредоксин (Sigma, Aldrich) - 200 мкл/кг в течение всего срока наблюдения (4 суток). Препараты вводили внутрибрюшинно 1 раз в сутки. Животным контрольной группы на протяжении эксперимента внутрибрюшинно вводили физиологический раствор в эквивалентном объеме.
Животным группы сравнения по той же схеме вводили пирацетам в дозе 500 мг/кг В качестве интактной группы использовали ложнооперированных (ЛО) животных, которым выделяли сонную артерию, но не перевязывали. По окончании эксперимента согласно протоколу исследования, животных наркотизировали тиопенталом натрия (40 мг/кг), декапитировали, вскрывали черепную коробку и извлекали головной мозг
Исследование биохимических маркеров проводили в гомогенате головного мозга. Мозг промывали в 0,25 М сахарозном буфере (рН 7,4) охлажденном до 20C и измельчали в 10 кратном объеме этого же буфера, используя гомогенизатор Silent Crusher S (Heidolph).
Грубую часть гомогената удаляли путем центрифугирования при 40С на центрифуге Eppendorf-5804R при 3000 об/мин в течение 20 мин. Содержание нитротирозина, цГМФ, IL-4, IL-1 в, TNF-a определяли с помощью твердофазного иммуноферментного анализа методом ELISA с использованием тест-наборов («HyCult biotechnology», «e-Bioscience» и «ENZO») в соответствии с прилагаемыми к наборам инструкциями.
Полимеразно-цепная реакция в режиме реального времени. Для определения уровня экспрессии исследуемых генов использовали амплификатор CFX96™Real-Time PCR Detection Systems («Bio-Rad Laboratories, Inc.», США) и набор реактивов для проведения ПЦР-РВ в присутствии SYBR Green R-402 («Синтол», Россия). Финальная реакция смеси для амплификации включала краситель SYBR Green, ДНК - полимеразу SynTaq с игибирующими активность фермента антителами, по 0,2 мкл прямого и обратного специфических праймеров, dNTP- дезок- синуклеозидтрифосфаты, 1 мкл матрицы (кДНК). Реакционную смесь доводили до общего объема 25 мкл добавлением деионизированной Н2О.
Специфические пары праймеров (5'-3') для анализа исследуемых и референс генов были подобраны с помощью программного обеспечения PrimerBlast (www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast) и изготовлены фирмой ThermoScientific, США. Амплификация происходила при таких условиях: инициированная денатурация 95°C - 10 мин.; далее 50 циклов: денатурация - 95°С, 15 сек., отжиг праймеров - 58-63°С, 30 сек., эллонгация -72°С, 30 сек. Регистрация интенсивности флуоресценции происходила автоматически в конце стадии эллонгации каждого цикла по каналу автоматически SybrGreen. В качестве референт гена для определения относительного значения изменения уровня экспрессии исследуемых генов был использован ген actin, beta (Actb).
Нормальность распределения оценивали по критериям Колмогорова-Смирнова (D) и Shapiro-Wilk (W). Полученные данные были проанализированы вариационно-статистическим методом с использованием критерия U-параметра Манна-Уитни.
Результаты исследования обработаны с применением статистического пакета лицензионной программы «STATISTICA® for Windows 6.0» (StatSoft Inc., № AXXR712D833214FAN5). Все результаты представлены в виде M ± m, где М - среднее значение, m - ошибка среднего, для всех видов анализа статистически значимыми считали различия при р < 0,05.
Связь публикации с плановыми научно-исследовательскими работами. Данная работа выполнена в рамках кафедральной НИР «HSP70 / HIF- 1a- опосередковані механізми ендогенної нейропротекції: розробка підходів до її фармакологічної регуляції», № государственной регистрации 0117U000658.
Результаты исследования и их обсуждение
Анализ экспрессии мРНК HIF-1 а и HIF-За у животных с ОНМК представлен в таблицах 1 и 2.
Таблица 1.
Показатели экспрессии мРНК HIF-1 а в гомогенате мозга монгольских песчанок с ОНМК и на фоне лечения (M±m, n=10)
|
Группа животных |
Экспрессии мРНК HIF-1a, у.е. |
||
|
По отношению к ЛО |
По отношению к контролю |
||
|
Ложно-оперированные |
1.00000±0.32381 |
||
|
ОНМК |
1.00000±0.21165 |
||
|
ОНМК+селеназа |
0.88749 ±0.06702 |
20.36108±1.03035* |
|
|
ОНМК+глутоксим |
1.56550±1.27181 |
37.89533 ±7.18197* |
|
|
ОНМК+глутаредоксин |
0.70213±0.13905 |
15.74745±3.05498* |
|
|
ОНМК+пирацетам |
0.73577±0.30162 |
17.07044±4.36168* |
Примечание. * - отличия достоверны (р<0,05) по отношению к группе контроля.
Таблица 2.
Показатели экспрессии мРНК HIF-3a в гомогенате мозга монгольских песчанок с ОНМК и на фоне лечения (M±m, n=10)
|
Группа животных |
Экспрессии мРНК HIF-3a^ |
||
|
По отношению к ЛО |
По отношению к контролю |
||
|
Ложно-оперированные |
1.00000±0.23806 |
||
|
ОНМК |
1.00000±0.08766 |
||
|
ОНМК+селеназа |
0.08465±0.04886 |
0.12623 ±0.07283 |
|
|
ОНМК+глутоксим |
1.78905±0.17758 |
2.66670±0.26479 |
|
|
ОНМК+глутаредоксин |
6.05445±1.84938* |
9.02424±2.68003 |
|
|
ОНМК+пирацетам |
1.10734±0.08257 |
1.65044±0.12303 |
Примечание. * - отличия достоверны (р<0,05) по отношению к группе контроля.
Показатели экспрессии мРНК HIF-1 а в группах, получавших исследуемые препараты, имеют относительно контроля более высокие цифровые значения, чем соответствующие значения по отношению к ЛО группе.
Характер экспрессии мРНК HIF-За в экспериментальных группах получавших модуляторы ТДС, имеет обратную зависимость - более низкое значение по отношению к контролю и более высокое значение в отношении ЛО, что может объясняться экспрессией данной изоформы в более раннем гипоксическом периоде.
|
Рис. 1. Экспрессия мРНК HIF-1a. |
Рис. 2. Экспрессия мРНК HIF-3a. |
|
|
1-селеназа; 2-глутоксим; 3-глутаредоксин; 4-пирацетам, с-контроль. |
Наглядно видно из рисунка 1, что курсовое назначение исследуемых препаратов в течение 4 суток после модельной ОНМК, приводит к достоверному повышению экспрессии HIF-1a, лидирует в этом ряду глутоксим (в 37 раз выше контрольной группы) >селеназа (в 20 раз выше контроля) >пи- рацетам (в 17 раз выше контроля) > глутаредоксин (в 15 раз выше контроля). церебральный кровообращение токсичный мозг
Такое индуцирующее действие исследуемых препаратов на экспрессию HIF-1a имеет достаточно важное значение в условиях гипоксии. Стабилизированная HIF-1, впоследствии активирует экспрессию генов способствующих клеточной адаптации к этим условиям. К ним относятся EPO, VEGF, HSPs, белки увеличивающие метаболизм глюкозы (переносчики глюкозы, гликолитические ферменты). Некоторые из генов, таких как ЕРО и VEGF, обеспечивают прямую защиту клеток от гипоксического стресса. Другие, такие как HSPs, могут повышать уровень GSH, способствуя стабилизации HIF-1. Кроме того ряд зарубежных работ указывает на то, что HIF-1 может повышать уровень GSH в мозге крыс, подверженных гипоксии [12,14,16], что приведет к повышению выживаемости нейронов в условиях гипоксии и истощении антиоксидантной защиты клетки. В ранних наших исследованиях показана способность у изучаемых препаратов повышать уровень GSH в условиях гипоксии/ишемии [3,4,5], что с другой стороны обеспечивает оптимальные условия для стабилизации HIF-1. Все вышесказанное указывают на то, что поддержание уровня GSH и снижение токсичности ROS является частью HIF-1-опосредованной нейрозащиты под действием проводимой терапии [13,14,15].
Как видно из таблицы 2 и рисунка 2 достоверные отличия (р< 0,05) в отношении экспрессии HIF-3a, показал только глуторедоксин (в 9 раз выше группы контроля). Изменения этого показателя, при лечении остальными препаратами носил лишь характер тенденции, а селеназа вообще оказалась не эффективной в отношении экспрессии HIF-3a. Выявленный у глутаредоксина эффект, может быть обусловлен стабилизирующей и индуцирующей ролью аддуктов глутатиона, образующихся в реакциях S-глутатионилирования под действием GRx-1 в условиях ишемии [16]. Полученные в ходе эксперимента данные свидетельствуют, что экспрессия HIF-1a, обеспечивает защиту на более поздних этапах гипоксии, тогда как HIF-3a, оказывает позитивное модулирующее действие в первые часы ишемии, что согласуется с литературными источниками [12].
Локальное воспаление является обязательным последствием оксидативного и нитрозирующего стресса, развивающегося вследствие ишемии мозга, что приводит к активации микроглии. Активированная микроглия является источником гиперпродукции АФА, АФК и индуцибельной NOS. В полученном нами на 4 сутки ишемии гомогенате мозга монгольских песчанок отмечено статистически значимое (р<0,05) повышение уровня нитротирозина (в 4,3 раза), TNF-a (в 4,6 раза), IL-1 в (в 2,5 раза) с одновременным снижением цГМФ на 33,3%, что говорит о повышении продукции токсичных дериватов оксида азота и снижении биодоступности NO в условиях гипоксии. Уровень IL-4 снизился на 82,9% в сравнении с ложно-оперированными животными, что свидетельствует о наличии локальной воспалительной реакции в зоне экспериментальной ишемии (табл. 3).
Таблица 3.
Уровень цГМФ, нитротирозина и цитокинов при экспериментальном ОНМК и при терапии модуляторами ТДС (M±m, n=10)
|
Группы животных |
Нитротирозин, нмоль/г ткани |
TNF-a, пг/мл |
IL-1 р, пг/мл |
IL-4, пг/мл |
цГМФ, мМоль/мл |
|
|
ЛО |
10,90+1,28 |
0,17±0,061 |
0,16 ±0,046 |
12,9±0,25 |
0,12 ±0,0032 |
|
|
ОНМК |
47,60+4,20* |
0,79 ±0,18 * |
0,4±0,13 * |
7,05 ±0,14 * |
0,09±0,0032* |
|
|
ОНМК+селеназа |
21,40+2,24# |
0,24±0,026# |
0,39±0,057 |
7,88 ±0,52# |
0,08±0,0021# |
|
|
ОНМК+глутоксим |
12,40+1,15# |
0,19 ±0,038# |
0,37±0,076 |
8,72±1,28# |
0,037±0,004# |
|
|
ОНМК+глутаредоксин |
11,90+1,13# |
0,54±0,2# |
0,31 ±0,12 |
8,44±0,75# |
0,045±0,038# |
Примечание. * изменения статистически значимы по отношению к группе ЛО (р < 0,05), # изменения статистически значимы по отношению к группе контроля (р < 0,05).
Курсовая терапия модуляторами системы глутатиона приводит к статистически значимому (р<0,05) повышению содержания противоспалительного IL-4 (селеназа на 11,8%, глутоксим на 23,7% и глутаредоксин на 19,7% в сравнении с группой контроля). Такое повышение IL-4 подавляет провоспалительную активность макрофагов и секрецию ими TNF-a и IL-1 р. Это выражается в достоверном (р<0,05) снижении содержания TNF-a у всех изучаемых препаратов (селеназа на 69,6%, глутоксим на 75,9%, глутаредоксин на 31,6% в сравнении с контрольной группой), снижение уровня IL-1 р не показало статистически значимых отличий в сравнении с группой контроля и носило лишь характер тенденции.
Описанное изменение соотношений между противовоспалительными и провоспалительными цитокинами первое ограничивает локальную воспалительную реакцию в зоне ишемической полутени, что повышает шансы нервной клетки к выживанию, и второе предотвращает цитокин-опосредованное повышение активности индуцибельной NOS.
Последнее, проявляется в снижении гиперпродукции NO (снижение уровня цГМФ селеназа на 11,1%, глутоксим на 58,9%, глутаредоксин на 50%), а также уровня токсичных дериватов оксида азота-нитротирозина (в группе с введением глутоксима - на 73,94 %; селеназы - на 55%; глутаредоксина - на 75%). Все вышеперечисленное приводит к снижению цитотоксического отека в зоне пенумбры в острый период ишемии и ограничению реакций нитрозирующего стресса. Снижение концентрации провоспалительных цитокинов под действием изучаемых препаратов возможно оказывает по нашему мнению позитивное регулирующее действие на активность редокс-чувствительных транскрипционных факторов (NF-1, AP-1, NF-kB), главных участников апоптотического и некротического сценария гибели клетки. Таким образом, свойства селеназы, глутоксима и глутаредоксина ограничивать реакции оксидативного и нитрозативного стресса за счет их антиоксидантного, энерготропного и митопротек- тивного действия [3,4,5,7,8] дополняется способностью снижать цитотоксический отек в зоне ишемии и повышать устойчивость нейрона к гипоксии, что объясняет возможность их использования в качестве средств, вторичной нейропротекции.
Выводы
1. Моделирование ОНМК приводит к достоверному повышению мРНК HIF-1 а, HIF-За нитротирозина, TNF-a и IL-1 в, с одновременным снижением IL-4 и цГМФ.
2. Курсовое назначение модуляторов ТДС (селеназы, глутоксима и глуторедоксина) приводит к статистически значимой экспрессии мРНК HIF- 1а, что определяет важность этого гена в отдаленном периоде гипоксии.
3. Влияние исследуемых препаратов на экспрессию мРНК HIF-За не оказались достоверными, кроме группы глутаредоксина, что по-видимому связано со способностью у препарата повышать экспрессию данного гена в первые часы гипоксии.
4. Курсовое введение препаратов (селеназы, глутоксима и глутаредоксина) приводило к ограничению реакций нитрозирующего стресса (снижение значений нитротирозина и цГМФ).
5. Терапия изучаемыми препаратами оказала позитивное влияние на соотношение провоспали- тельного цитокина TNF-a и IL-4 в пользу последнего.
6. Введение селеназы, глутоксима и глуторедоксина не оказало достоверных отличий от группы контроля на показатель IL-1 р.
7. Полученные данные являются экспериментальным обоснованием для применения глутоксима, глутаредоксина и селеназы в комплексной терапии острого нарушения мозгового кровотока.
Перспективы дальнейших исследований. Углубление изучения нейропротективных способностей селеназы, глутоксима и глуторедоксина и возможность их использования в качестве вспомогательных средств, в составе базисной нейропротективной терапии.
Литература
1. Belenichev IF, Cherniy VI, Nagornaya YeA, Pavlov SV, Cherniy TV, Bukhtiyarova NV, i dr. Neyroprotektsiya i neyroplastichnost'. Kuiv: Logos; 2015. 510 s. [in Russian].
2. Belenichev IF, Cherniy VI, Kolesnik YuM, Pavlov SV, Andronova IA, Abramov AV, i dr. Ratsional'naya neyroprotektsiya. Donetsk: Izdatel' Zaslavskiy A.Yu; 2009. 262 s. [in Russian].
3. Belenichev IF, Litvinenko YeS. Fermentativnoye i nefermentativnoye zveno tiol-disul'fidnoy sistemy v golovnom mozge eksperimental'nykh zhivotnykh s tserebral'noy ishemiyey: effekty selenazy. Farmakologfya ta kkars'ka toksikologfya. 2015;1(42):13-6. [in Russian].
4. Belenichev IF, Litvinenko YeS. Neyroprotektivnyye effekty pri modulyatsii glutationovoy sistemy golovnogo mozga, vliyaniye na letal'nost', nevrologicheskiy defitsit, oksiddativnyy stress v usloviyakh eksperimental'noy ONMK. Visnik problem biologii' i meditsini. 2016;3(2):94-9. [in Russian].
5. Belenichev IF, Litvinenko YeS. Neyroprotektivnaya aktivnost' modulyatorov tiol-disul'fidnoy sistemy v usloviyakh modelirovaniya glutamatnoy eksaytotoksichnosti in vitro. Farmakologfya ta Kkars'ka toksikologfya. 2017;4-5(55):20-7. [in Russian].
6. Belenichev IF, Steblyuk VS, Kamyshnyy AM. Kharakter ekspressii mRNK iNOS I yeNOS v miokarde krys s alkogol'noy kardiomiopatiyey i na fone provodimoy terapii metabolitotropnymi. Visnik problem biologif Ї meditsini. 2017;2(136):82-7. [in Russian].
7. Burova YeB, Vasilenko KP, Antonov VG, Nikol'skiy NN. Transaktivatsiya retseptora epidermal'nogo faktora rosta okislennym glutationom i yego farmakologicheskim analogom glutoksimom v kletkakh A 431. Doklady akademii nauk. 2005;1(404):1-3. [in Russian].
8. Novikov VYe, Levchenkova OS. Novyye napravleniya poiska lekarstvennykh sredstv s antigipoksicheskoy aktivnost'yu i misheni dlya ikh deystviya. Eksper. i klin. farmakol. 2013;5(76):37-46. [in Russian].
9. Alan McIntyre & Adrian L Harris. Metabolic and hypoxic adaptation to antiangiogenic therapy: a target for induced essentiality. EMBO Molecular Medicine. 2015;4(7):368-79.
10. Badawi Y, Ramamoorthy P, Shi H. Hypoxia-inducible factor 1 protects hypoxic astrocytes against glutamate toxicity. ASN NEURO [Internet]. [cited 2012];4(4):art:e00090. Available from: http://journals.sagepub.com/doi:10.1042/AN20120006
11. Florian Rieft. Regulation of expression and functional characterization of human HIF-3a. Munchen; 2015. 111 p.
12. Heidbreder Marc, Fro Frederike Hlich, Olaf Jo Hren. Hypoxia rapidly activates HIF-3 mRNA expression. The FASEB Journal. 2003;17:1541-3.
13. Prabhu Ramamoorthy and Honglian Shi. Ischemia induces different levels of hypoxia inducible factor-1a protein expression in interneurons and pyramidal neurons. Acta Neuropathological Communications [Internet]. [cited 2014];2(51):1-10. Available from: www.actaneurocomms. org/content2014
14. Qingdong Ke, Max Costa. HIF-1, a new target for therapy. Mol Pharmacol. 2006;70:1469-80.
15. Shrivastava K, Shukla D, Bansal A, Sairam M, Banerjee P, Ilavazhagan G. Neuroprotective effect of cobalt chloride on hypobaric hypoxiainduced oxidative stress. Neurochem Int. 2008;52:368-75.
16. Yosuke Watanabea, Colin E. Murdocha, Soichi Sanob, Yasuo Idoc, Markus M. Bachschmida, Richard A. Cohena, et al. Glutathione adducts induced by ischemia and deletion of glutaredoxin-1 stabilize HIF-1a and improve limb revascularization. PNAS [Internet]. [cited 2016 May 24];113(21):6011-6. Available from: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1524198113 PNAS
Резюме
Характер експресії мРНК HIF-1 а і HIF-3a, рівня нітротирозину, цГМФ і інтерлейкінів в гомогенаті мозку монгольських піщанок з гострим порушенням мозкового кровообігу і на тлі терапії модуляторами системи глутатіону. Бєленічев І. Ф., Литвиненко О. С., Камишний А. М.
На моделі незворотної односторонньої оклюзії загальної сонної артерії у монгольських піщанок вивчено вплив модуляторів системи глутатіону - глутоксіма, селенази і глутаредоксіна на характер експресії мРНК HIF-1 а і HIF-3a. Досліджено вплив перерахованих препаратів на рівень TNF-a, IL-4, IL-1 в, цГМФ і нітротирозину.
Селеназа в дозі 50 мкг/кг, глутоксім в дозі 50 мг/кг і глутаредоксін в дозі 200 мкл/кг в різного ступеня вираженості приводили до зростання експресії HIF-1 а і HIF-3a, що на нашу думку, може підвищувати стійкість нейрона до умов гіпоксії. На тлі модуляції глутатіонової системи досліджуваними препаратами зареєстровано зниження рівня TNF-a, нітротирозину і цГМФ з одночасним підвищенням IL-4, що підвищує шанси нейрона до виживання в гострому постішемічному періоді.
Ключові слова: церебральна ішемія, HIF-s, інтерлейкіни, цГМФ, нітротирозин, селеназа, глутоксім, глутаредоксін.
Резюме
Характер экспрессии мРНК HIF-1a И HIF-3a, уровень нитротирозина, цГМФ и интерлейкинов в гомогенате мозга монгольских песчанок с острым нарушением мозгового кровотока и на фоне проводимой терапии модуляторами системы глутатиона. Беленичев И. Ф., Литвиненко Е. С., Камышный А. М.
На модели необратимой односторонней окклюзии общей сонной артерии у монгольских песчанок изучено влияние модуляторов системы глутатиона - глутоксима, селеназы и глутаредоксина на характер экспрессии мРНК HIF-1 а и HIF-3a.
Исследовано влияние перечисленных препаратов на уровень TNF-a, IL-4, IL-1p, цГМФ и нитротирозина. Селеназа в дозе 50 мкг/кг, глутоксим в дозе 50 мг/кг и глутаредоксин в дозе 200 мкл/кг в разной степени выраженности приводили к росту экспрессии HIF-1a и HIF-3a, что по нашему мнению, может повышать устойчивость нейрона к условиям гипоксии. На фоне модуляции глутатионовой системы изучаемыми препаратами зарегистрировано снижение уровня TNF-a, нитротирозина и цГМФ с одновременным повышением IL-4, что повышает шансы нейрона к выживанию в остром постишемическом периоде.
Ключевые слова: церебральная ишемия, HIF-s, интерлейкины, цГМФ, нитротирозин, селеназа, глутоксим, глутаредоксин.
Abstract
The mRNA expression character of HIF-1 a and HIF-3a, nitrotyrosine, oGMP and interleukins in the mongolian gerbils brain with acute ischemia during the glutathione system modulators therapy. Belenichev I. F., Lytvynenko E. S., Kamyshnyi A. M.
The growth and spread of ischemic brain lesions among people around the world continues to grow steadily, in spite of the progress made in modern neuropharmacology.
Under these circumstances an important aspect in the treatment of cerebral stroke becomes the pharmacological regulation of the molecular and biochemical mechanisms of endogenous neuroprotection.
The important directions of modern neuroprotection are: increasing the resistance of the nervous tissue to hypoxia, reducing the local inflammatory response and limiting the reactions of nitrosative stress.
The aim of our study was to investigate the effect of glutathione system modulators- selenase, glutoxim and glutaredoxin - on the mRNA expression character of HIF-1 a and HIF-3a, markers of nitrosative stress and interleukins in the Mongolian gerbils brain with acute ischemia.
Object and methods. The experimental part was conducted on 60 male Mongolian gerbils (Meriones unguicu- latus) weighing between 60 and 80 g.
In accordance to the research program, an irreversible one-way ligation of the common carotid artery was utilized, which presently is generally accepted as an experimental model of acute cerebral circulatory disorders.
To study the effect of experimental drugs they were administered intraperitoneally one time daily for 4 days, starting from the first ones, after recovery from anesthesia.
Comparison drug and physiological solution (control group) were administered in the same way.
Efficiency of glutathione system modulators (selenase - 50 pg/kg, glutoxim - 50 mg/kg, glutaredoxin - 200 pl/kg) and comparison drug (pyracetam - 500 mg/ kg) evaluated by their influences on the mRNA expression state of HIF-1a and HIF-3a, real-time reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) in brain tissue was used.
The nitrotyrosine, TNF-a, IL-4, IL-1P, cGMP levels was determined by ELISA in brain tissue.
The results of the study were processed using a statistical package of the licensed programs «STATISTICA for Windows 6.1» (StatSoft Inc.), «SPSS 16.0», «Microsoft Excel 2003».
Results. It has been established that the cerebral ischemia modeling leads to a significant increase mRNA expression of HIF-1a and insignificant mRNA expression of HIF-3a on the 4th day of model pathology in brain tissue.
The course injection of the study drugs within 4 days after the experimental ischemia leads to a significant increase in the expression of HIF-1a, leading in this series glutoxim (37 times higher than the control group) >selenase (20 times higher control) >pyratsetam (17 times higher control) > glutaredoxin (15 times higher control).
This increase in HIF-1a expression increases the neuron's resistance to hypoxia. It should be noted that injections of glutaredoxin resulted in an increase in mRNA of HIF-3a expression relative to control values, and selenase and glutoxim did not significantly change the expression of this gene.
The results of these studies show that compared with the sharm operated animals, the group of gerbils with stroke showed significant increase of nitrotyrosine, TNF-a, IL-1 p, levels and a decrease in IL-4 cGMP levels.
A course of treatment with selenase, glutoxim and gutaredoxin increase of IL-4 level and decrease nitrotyrosine, TNF-a and cGMP levels.
The results confirm the presence of neuroprotective properties in selenase, glutoxim and glutaredoxin.
These properties were identified by their ability to restore the thiol-disulfide balance, to raise the level of IL-4 and the expression of HIFs and reduce the high levels of nitrotyrosine and pro-inflammatory interleukins in ischemic brain injury, resulting in the reduction of neuronal loss following a stroke.
Conclusion. The obtained data are experimental justification for the use of selenase, glutoxim and glutaredoxin in the complex therapy of cerebral ischemia.
Key words: cerebral ischemia, HIF-s, interleukins, cGMP, nitrotyrosine, selenase, glutoxim, glutaredoxin.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Классификация нарушений мозгового кровообращения. Противопоказания к проведению тромболитической терапии. Методы лечения аневризм. Дифференциальная диагностика острых нарушений мозгового кровообращения по Е.И. Гусеву. Симптомы и синдромы в неврологии.
курсовая работа [891,6 K], добавлен 06.10.2011Роль нервной системы в регуляция мозгового кровотока. Роль парасимпатической системы в регуляции мозгового кровообращения. Роль ствола мозга в обеспечении адекватного кровотока. Регуляторные контуры: нейрогенный, гуморальный, метаболический и миогенный.
реферат [16,7 K], добавлен 25.04.2009Изучение этиологии, динамики и классификации инсультов – острых нарушений мозгового кровообращения, которые приводят к стойким нарушениям мозговой функции. Преходящие нарушения мозгового кровообращения. Гипертонический церебральный криз. Инфаркт мозга.
презентация [2,5 M], добавлен 12.12.2011Распределение крови в различных отделах сердечно-сосудистой системы. Морфофункциональные особенности системы мозгового кровообращения. Иннервация мозговых сосудов. Обеспечение независимости мозгового кровотока при изменениях артериального давления.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 02.02.2018Обратимые и необратимые нарушения функций головного мозга. Факторы риска, их сочетание и взаимное влияние на кровоснабжение мозга. Лечение и система профилактики инсульта: здоровый образ жизни, контроль артериального давления, медикаментозная терапия.
презентация [79,3 K], добавлен 02.10.2014Госпитализация с острым нарушением мозгового кровообращения. Инсульт как тяжелое и опасное сосудистое поражение центральной нервной системы, острое нарушение мозгового кровообращения, вызывающее гибель мозговой ткани. Основные последствия инсульта.
реферат [22,2 K], добавлен 22.06.2013Формы и патогенез развития нарушений мозгового кровообращения. Исследование механизма воздействия артериальной гипертензии на цереброваскулярные сосуды и частоты ее встречаемости в анамнезе пациентов с геморрагическими инсультами и инфарктами мозга.
дипломная работа [644,6 K], добавлен 11.12.2015Ознакомление с морфологическими особенностями мозгового кровообращения. Анализ чувствительности нервной ткани. Изучение функциональных характеристик мозгового кровообращения. Описание системы суммарного и локального мозгового кровотока человека.
реферат [96,9 K], добавлен 19.08.2015Причины цереброваскулярных заболеваний - нарушений мозгового кровообращения на фоне гипертонии и атеросклероза. Заболевания головного мозга с ишемическим повреждением. Геморрагический инсульт. Внутримозговое кровоизлияние и места его локализации.
презентация [2,0 M], добавлен 30.03.2016Классификация нарушений мозгового кровообращения. Инсульт, транзиторная ишемическая атака. Патогенез церебральных инфарктов. Психическая, соматическая тревога. Патогенез гипервентиляционных нарушений. Ультразвуковое дуплексное сканирование сонных артерий.
презентация [9,4 M], добавлен 14.06.2014Профилактика и лечение острых нарушений мозгового кровообращения по ишемическому типу. Клинические проявления ишемии головного мозга, обусловленные атеросклеротическим поражением сонных артерий и их ветвей.
курсовая работа [38,0 K], добавлен 05.07.2007Мозг как орган, получающий самое интенсивное кровообращение в организме. Кровоснабжение головного мозга, его ауторегуляция. Синдромы нарушений мозгового кровообращения. Ликвор в норме и патологии, характеристика основных функций ликворообращения.
презентация [30,1 K], добавлен 21.02.2014Определение, этиология острого нарушения мозгового кровообращения. Классификация, клиника, диагностика заболевания. Уход, реабилитация и профилактика осложнений. Краткая характеристика и направления деятельности исследуемого медицинского учреждения.
курсовая работа [349,5 K], добавлен 29.06.2014Исследование строения мозгового отдела. Оболочки головного мозга. Характеристика групп черепно-мозговых травм. Открытие и закрытые повреждения. Клиническая картина сотрясения головного мозга. Раны мягких тканей головы. Неотложная помощь пострадавшему.
презентация [2,9 M], добавлен 24.11.2016Изображение правого полушария головного мозга взрослого человека. Структура мозга, его функции. Описание и предназначение большого мозга, мозжечка и мозгового ствола. Специфические черты строения головного мозга человека, отличающие его от животного.
презентация [1,4 M], добавлен 17.10.2012Виды нарушений мозгового кровообращения. Алгоритм неотложной помощи при признаках инсульта. Обязанности медицинской сестры в профилактике нарушений мозгового кровообращения. Практические рекомендации по предупреждению заболевания медицинским персоналом.
дипломная работа [471,5 K], добавлен 05.07.2015Определение факторов риска гипоксии и асфиксии у детей с диагнозом селективным некрозом мозга. Последствия нарушения витальных функций организма вследствие гипоксии головного мозга новорожденных, развившегося на фоне церебральной ишемии и родовой травмы.
статья [14,0 K], добавлен 03.03.2015Этиология острого нарушения мозгового кровообращения - патологического процесса в головном мозге, связаного с недостаточностью кровоснабжения мозга (ишемический инсульт) или внутричерепным кровоизлиянием. Догоспитальное оказание медицинской помощи.
реферат [640,2 K], добавлен 08.12.2011Острые нарушения мозгового кровообращения. Показатель больничной летальности. Активная первичная профилактика инсульта. Совершенствование системы оказания медицинской помощи больным с уже развившейся церебральной катастрофой в условиях стационара.
курсовая работа [246,5 K], добавлен 10.01.2015Характеристика комплекса мероприятий, которые входят в реабилитацию при травмах и ушибах головного мозга - медикаментозной терапии, ЛФК, трудотерапии. Зоны поражения головного мозга при ушибе. Процедуры в дневном стационаре. Медикаментозное лечение.
презентация [2,4 M], добавлен 18.04.2016
