Некоторые аспекты метаболизма липидов в тканях головного мозга и сердца крыс на фоне острой гемической гипоксии при применении антигипоксантов
Гемическая гипоксия — это вид гипоксии эндогенного происхождения, возникающий в результате уменьшения эффективной кислородной емкости крови и ее кислородтранспортирующей функции. В основе патогенеза гемической гипоксии лежит гипоксемия, которая сопровождается снижением артериовенозной разницы по кислороду и сопровождается нарушением биологического окисления.
Установлено, что одним из эффективных механизмов адаптации к острой гипоксии выступает способность организма замедлять скорость течения метаболических процессов, особенно благодаря снижению функциональной активности наиболее энергоемких органов и тканей.
Распределение напряжения кислорода в органах определяется уровнем потребления ими кислорода и характером кровоснабжения в физиологических и экстремальных условиях. К высокочувствительным к гипоксии органам относят головной мозг, миокард, почки, печень. Особенно чувствителен к недостатку кислорода головной мозг (вследствие высокого потребления кислорода). В состоянии покоя мозг потребляет 20–25% общего объема кислорода, необходимого для нужд организма.
Различные структуры мозга по-разному устойчивы к гипоксии одинаковой степени и длительности. В первую очередь нарушаются функции филогенетически более молодых отделов головного мозга — коры полушарий и коры мозжечка. Функции продолговатого мозга нарушаются в последнюю очередь. Отсюда следует, что последствия гипоксии для организма в целом определяются степенью повреждения нейронов коры больших полушарий и временем их эволюционного развития.
В тканях миокарда при величине напряжения кислорода 2–6 мм рт. ст. через 2 мин. снижается скорость дыхания митохондрий кардиомиоцитов, а при дальнейшем снижении напряжения кислорода возникает фибрилляция сердца.
Следует отметить, что в патогенезе практически всех заболеваний сельскохозяйственных животных ведущую роль играет гипоксия, так как длительное гипоксическое состояние вызывает ишемию и провоцирует комплекс биохимических изменений, которые являются основной причиной гибели клетки. В тканях происходят накопление промежуточных продуктов гликолиза, липолиза, протеолиза, развитие метаболического ацидоза с последующими вторичными неспецифическими метаболическими и функциональными сдвигами. От избытка ионов водорода возникает повышение проницаемости лизосомальных мембран и, соответственно, развитие деструктивных процессов под влиянием лизосомальных гидролаз. Последние инициируют образование эйкозаноидов и простаноидов, в процессе взаимного превращения которых возникают свободные радикалы, и всё это ведет к возникновению оксидативного стресса.
Вышеизложенное указывает на то, что эфферентным звеном системных функциональных и метаболических расстройств при гипоксиях различного генеза является активация свободнорадикального окисления, в частности липопероксидация. В связи с этим очевидна значимость исследований, направленных на изучение метаболических эффектов различных видов антиоксидантов-антигипоксантов в условиях острой гипоксии. Их применение должно обеспечить как минимум коррекцию энергетического обмена и стабилизацию клеточных и субклеточных мембран. Эффективность средств антигипоксического типа действия может реализоваться влиянием их на основные патогенетические звенья гипоксии, в том числе ингибирование метаболизма арахидоновой кислоты.
Перспективными антигипоксантами являются экстракты смородины черной (лат. Ríbes nígrum.) и малины обыкновенной (лат. Rubus idaeus), так как эти экстракты обладают широким спектром биофлавоноидов, алкалоидов, микроэлементов и других биологически активных веществ. Проявление ими антигипоксического эффекта осуществляется за счет усиления процесса отдачи кислорода тканям посредством снижения сродства гемоглобина кислороду, путем предупреждения разобщения окисления и фосфорилирования за счет мембранопротекторного действия, посредством повышения эффективности цикла трикарбоновых кислот и шунтирования зон гипоксической блокады транспорта электронов в дыхательной цепи с помощью искусственных переносчиков электронов и восстановления фонда окисленных коферментов.
Цель исследования — изучить изменения метаболизма липидов в тканях головного мозга и сердца крыс на фоне острой гемической гипоксии и коррекции ее последствий антигипоксантами растительного происхождения.
Материалы и методы исследования
Эксперимент выполнен в виварии кафедры биоэкологии и физиологии сельскохозяйственных животных Самарского государственного аграрного университета. На проведение исследования получено заключение Этического комитета при Самарском государственном аграрном университете от 10 октября 2022 года № 293.
Исследования произведены на 60 белых беспородных крысах массой 240–260 г без учета пола и возраста, которые были разделены поровну на 6 групп по принципу рандомизации (табл. 1).
Все крысы содержались в виварии при свободном доступе к воде и пище и естественном световом режиме. Питание осуществлялось гранулированным сбалансированным кормом (стандартный рацион).
Антигипоксическое действие растительных экстрактов исследовали на модели гемической гипоксии, которую воспроизводили путем однократного внутрибрюшинного введения нитрита натрия (производитель «НеваРеактив», Россия) в дозе DL100 (200 мг/кг)1.
Взятие материалов и выведение крыс из эксперимента методом декапитации производились через 12 ч. после моделирования гипоксии с точным соблюдением всех этических норм, применимых к лабораторным животным с соблюдением ФЗ от 27.12 2018 № 498, требований приказа МЗ РФ от 01.04.2016 № 199н и международных рекомендаций.
Гомогенаты тканей мозга (одно полушарие) и сердца (один желудочек и одно предсердие) готовили механическим измельчением тканей массой 1 г с 9 мл трис-буфера (рН 7,4) со скоростью 5000 об/мин в сосуде с двойными стенками, постоянно охлаждаемым проточной водой.
В гомогенатах тканей сердца и головного мозга объемом 10 мл определяли липопротеины (мг/дл) (ЛПВП, ЛПНП, ЛПОНП, триглицериды и общий холестерин) электрофоретическим способом при использовании стандартных наборов химических реактивов (фирма «Лахема», Чехия).
Фосфолипидный спектр (PHH — фосфатидилхолин, PHEA — фосфатидилэтаноламин, PHS — фосфатидилсерин, KL — кардиолипин, S — сфингомиелин, LPH — лизофосфолипид) качественно определяли методом тонкослойной хроматографии с использованием силиконовых пластин (фирма «Силуфол», Чехия), количественный анализ (мг/%) проводили методом денситометрии с помощью денситометра «Сорбфил» (ООО «Имид», Россия).
Электрофорез проводили на буферизованном агарозном геле в анализаторе SAS-1+ (Helena Biosciences Europe). После окраски и высушивания пластин с гелем производилось их денситометрическое сканирование с помощью программы Platinum (Helena Biosciences Europe). Параллельно с электрофорезом производилось определение общей концентрации липопротеинов на биохимическом анализаторе Random Access А-15 (BioSystems) с использованием соответствующих коммерческих наборов (фирма «Лахема», Чехия).
На основании полученных данных был произведен расчет индекса атерогенности и индексов Castelli 1 и 2 для тканей головного мозга и сердца крыс.
Индекс атерогенности (ИА) рассчитывали по формуле:
ИА = (ОХ-ЛПВП)/ЛПВП.
Индекс Castelli 1 расчитывали по формуле: ОХ/ЛПВП.
Индекс Castelli 2 рассчитывали по формуле: ЛПНП/ЛПВП.
Перерасчет концентраций липопротеинов с мг/дл в ммоль/л для расчета указанных индексов был произведен с помощью алгоритмов «КаратЭксперт».
Цифровой материал всех экспериментов подвергали статистической обработке с помощью пакета программ Statistica Application 10.0.1011.0. (США).
В работе использовались описательная статистика, параметрические и непараметрические методы анализа.
Проверку на соответствие нормальному распределению активности и концентраций ферментов проводили с использованием одновыборочного критерия Колмогорова — Смирнова. С целью установления достоверности различий анализируемых показателей в динамике эксперимента и в изучаемых группах использовали критерий Манна — Уитни.
Результаты и обсуждение
Установлен факт, что головной мозг характеризуется высоким содержанием липидов и они являются не только структурными компонентами, но и важнейшими участниками его функциональной активности. Фосфолипидный состав нервной ткани практически постоянен вследствие защищенности ЦНС от различных внешних воздействий, его изменение рассматривается обычно как патология. При острой гемической гипоксии установлены изменения концентрации различных фракций фосфолипидов в тканях головного мозга крыс (они отражены в табл. 2).
У крыс 1-й группы концентрация PHH в тканях головного мозга при острой гемической гипоксии уменьшилась на 15,2% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 14,6%, 3-й группы — на 16,6%, 4-й группы — на 13,0%, 5-й группы — на 18,5%. При этом концентрация PHH у крыс, получавших антигипоксанты, была выше, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 4,1%, 2-й группы — на 4,7%, 3-й группы — на 2,4%, 4-й группы — на 6,8%.
У крыс 1-й группы концентрация PHEA в тканях головного мозга при острой гемической гипоксии уменьшилась на 20,1% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 15,9%, 3-й группы — на 18,3%, 4-й группы — на 11,0%, 5-й группы — на 23,2%. При этом концентрация PHEA у крыс, получавших антигипоксанты, была выше, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 4,0%, 2-й группы — на 9,5%, 3-й группы — на 6,3%, 4-й группы — на 15,9%.
У крыс 1-й группы концентрация PHS в тканях головного мозга при острой гемической гипоксии уменьшилась на 11,9% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 10,4%, 3-й группы — на 11,2%, 4-й группы — на 9,0%, 5-й группы — на 13,4%. При этом концентрация PHS у крыс, получавших антигипоксанты, была выше, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 1,7%, 2-й группы — на 3,4%, 3-й группы — на 2,6%, 4-й группы — на 5,2%.
У крыс 1-й группы концентрация KL в тканях головного мозга при острой гемической гипоксии уменьшилась на 19,4% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 17,3%, 3-й группы — на 18,4%, 4-й группы — на 11,2%, 5-й группы — на 30,6%. При этом концентрация KL у крыс, получавших антигипоксанты, была выше, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 16,2%, 2-й группы — на 19,1%, 3-й группы — на 17,6%, 4-й группы — на 27,9%.
У крыс 1-й группы концентрация S в тканях головного мозга при острой гемической гипоксии увеличилась на 34,0% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 38,7%, 3-й группы — на 34,9%, 4-й группы — на 23,6%, 5-й группы — на 48,1%. При этом концентрация S у крыс, получавших антигипоксанты, была ниже, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 9,6%, 2-й группы — на 6,4%, 3-й группы — на 8,9%, 4-й группы — на 16,6%.
У крыс 1-й группы концентрация LPH в тканях головного мозга при острой гемической гипоксии увеличилась на 15,7% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 25,7%, 3-й группы — на 22,9%, 4-й группы — на 12,9%, 5-й группы — на 38,6%. При этом концентрация LPH у крыс, получавших антигипоксанты, была ниже, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 26,4%, 2-й группы — на 20,0%, 3-й группы — на 21,8%, 4-й группы — на 18,6%.
У крыс 1-й группы концентрация всех фракций фосфолипидов в тканях головного мозга при острой гемической гипоксии уменьшилась на 8,1% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 5,5%, 3-й группы — на 7,5%, 4-й группы — на 5,8%, 5-й группы — на 8,0%. При этом концентрация всех фракций фосфолипидов у крыс, получавших антигипоксанты, была незначительно ниже, чем у крыс контрольной группы.
В тканях головного мозга крыс при гемической гипоксии без коррекции установлено возрастание соотношения сфингомелина к фосфатидилхолину на 81,8% по сравнению с интактными крысами, что свидетельствует о росте жесткости липидной фазы мембраны, применение антигипоксантов способствовало не столь значительному росту коэффициента S/PHH, как при гипоксии без коррекции, однако этот коэффициент был значительно выше, чем у интактных животных: в 1-й группе — на 57,9%, во 2-й группе — на 62,5%, в 3-й группе — на 61,7 %, в 4-й группе — на 42,0%. В целом увеличение коэффициента S/PHH предполагает нивелирование жидкостных свойств мембран и повышение микровязкости липидного слоя, но применение растительных антигипоксантов нивелирует эти отрицательные последствия.
Повышение концентрации LPH, обладающего высокотоксическим действием, в тканях головного мозга косвенно свидетельствует об усилении активности фосфолипазы.
В контрольной группе крыс в тканях мозга на фоне гемической гипоксии установлено незначительное снижение концентрации легкоокисляемых липидов в тканях головного мозга, о чем свидетельствует возрастание соотношения PHH/PHEA на 6,0% по отношению к интактным крысам, при этом у крыс на фоне приема антигипоксантов данный коэффициент колебался в сторону увеличения и снижения, незначительно отличаясь от интактных крыс.
При острой гемической гипоксии установлены изменения концентрации различных фракций липидов в тканях головного мозга крыс, и они отражены в таблице 3.
У крыс 1-й группы концентрация ЛПВП в тканях головного мозга при острой гемической гипоксии уменьшилась на 25,2% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 25,8%, 3-й группы — на 26,5%, 4-й группы — на 14,5%, 5-й группы — на 29,8%. При этом концентрация ЛПВП у крыс, получавших антигипоксанты, была выше, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 6,6%, 2-й группы — на 5,7%, 3-й группы — на 4,8%, 4-й группы — на 21,9%.
У крыс 1-й группы концентрация ЛПНП в тканях головного мозга при острой гемической гипоксии увеличилась на 24,0% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 24,6%, 3-й группы — на 25,7%, 4-й группы — на 17,9%, 5-й группы — на 28,5%. При этом концентрация ЛПНП у крыс, получавших антигипоксанты, была ниже, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 3,5%, 2-й группы — на 3,0%, 3-й группы — на 2,2%, 4-й группы — на 8,3%.
У крыс 1-й группы концентрация ЛПОНП в тканях головного мозга при острой гемической гипоксии увеличилась на 17,6% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 19,0%, 3-й группы — на 20,3%, 4-й группы — на 14,4%, 5-й группы — на 24,8%. При этом концентрация ЛПОНП у крыс, получавших антигипоксанты, была ниже, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 5,8%, 2-й группы — на 4,7%, 3-й группы — на 3,7%, 4-й группы — на 8,4%.
У крыс 1-й группы концентрация триглицеридов в тканях головного мозга при острой гемической гипоксии увеличилась на 19,6% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 20,5%, 3-й группы — на 21,1%, 4-й группы — на 15,0%, 5-й группы — на 28,7%. При этом концентрация триглицеридов у крыс, получавших антигипоксанты, была ниже, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 7,1%, 2-й группы — на 6,4%, 3-й группы — на 5,9%, 4-й группы — на 10,7%.
У крыс 1-й группы концентрация холестерина в тканях головного мозга при острой гемической гипоксии увеличилась на 21,7% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 22,1%, 3-й группы — на 21,2%, 4-й группы — на 18,6 %, 5-й группы — на 28,8%. При этом концентрация холестерина у крыс, получавших антигипоксанты, была ниже, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 5,5%, 2-й группы — на 5,2%, 3-й группы — на 5,8%, 4-й группы — на 7,9%.
Таким образом, но фоне гемической гипоксии в тканях мозга установлены снижение концентрации ЛПВП и повышение концентрации ЛПНП, ЛПОНП, триглицеридов и общего холестерина.
На основании полученных данных был произведен расчет индекса атерогенности и индексы Castelli 1 и Castelli 2 (рис. 1, 2).
Согласно данным (рис. 1), установлено повышение индекса атерогенности в тканях головного мозга крыс на фоне гемической гипоксии. Так, у животных 5-й группы он был больше, чем у интактных крыс, на 93,3%, при этом у крыс, получавших антигипоксанты, этот индекс был больше, чем у интактных крыс: в 1-й группе — на 43,3%, во 2-й группе — на 50,0%, в 3-й группе — на 50,0%, в 4-й группе — на 86,7%, но существенно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1-й группе — на 53,6%, во 2-й группе — на 46,4%, в 3-й группе — на 46,4%, в 4-й группе — на 114,3%.
Согласно данным (рис. 2), установлено повышение индексов Castelli 1 и Castelli 2 в тканях головного мозга крыс на фоне гемической гипоксии. Так, у крыс 5-й группы индекс Castelli 1 был больше, чем у интактных крыс, на 82,9%, при этом у крыс, получавших антигипоксанты, этот индекс был больше, чем у интактных крыс: в 1-й группе — на 61,4%, во 2-й и 3-й группах — на 64,3%, в 4-й группе — на 37,1%, но существенно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1-й группе — на 11,7%, во 2-й и 3-й группах — на 10,2%, в 4-й группе — на 25,0%.
В отношении индекса Castelli 2 было показано, что у крыс 5-й группы он был выше, чем у интактных крыс, на 83,6%, при этом у крыс, получавших антигипоксанты, этот индекс был больше, чем у интактных крыс: в 1-й группе — на 65,5%, во 2-й группе — на 69,1%, в 3-й группе — на 70,9%, в 4-й группе — на 38,2%, но существенно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1-й группе — на 9,9%, во 2-й группе — на 7,9%, в 3-й группе — на 6,9%, в 4-й группе — на 24,8%.
Ткани сердца восприимчивы к действию гипоксии, что отражается в ишемии кардиомиоцитов выраженным нарушением процессов энергообразования, дисметаболизмом сердечной мышцы, повреждением клеточных структур миокарда.
При острой гемической гипоксии установлены изменения концентрации различных фракций фосфолипидов в тканях сердца крыс, и они отражены в таблице 3.
Согласно табличным данным, у крыс 1-й группы концентрация PHH в тканях сердца при острой гемической гипоксии уменьшилась на 13,4% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 12,8%, 3-й группы — на 13,6%, 4-й группы — на 11,4%, 5-й группы — на 15,6%. При этом концентрация PHH в тканях сердца у крыс, получавших антигипоксанты, была выше, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 2,7%, 2-й группы — на 3,4%, 3-й группы — на 2,4%, 4-й группы — на 5,1%.
У крыс 1-й группы концентрация PHEA в тканях сердца при острой гемической гипоксии уменьшилась на 15,7% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 17,2%, 3-й группы — на 16,5%, 4-й группы — на 13,5%, 5-й группы — на 20,6%. При этом концентрация PHEA в тканях сердца у крыс, получавших антигипоксанты, была выше, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 6,1%, 2-й группы — на 4,2%, 3-й группы — на 5,2%, 4-й группы — на 9,0%.
У крыс 1-й группы концентрация PHS в тканях сердца при острой гемической гипоксии уменьшилась на 12,5% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 12,5%, 3-й группы — на 11,4%, 4-й группы — на 8,0%, 5-й группы — на 13,6%. При этом концентрация PHS в тканях сердца у крыс, получавших антигипоксанты, была выше, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 1,3%, 2-й группы — на 1,3%, 3-й группы — на 2,6%, 4-й группы — на 6,6%.
У крыс 1-й группы концентрация KL в тканях сердца при острой гемической гипоксии уменьшилась на 19,3% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 19,9%, 3-й группы — на 22,4%, 4-й группы — на 14,9%, 5-й группы — на 28,6%. При этом концентрация KL в тканях сердца у крыс, получавших антигипоксанты, была выше, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 13,0%, 2-й группы — на 12,2%, 3-й группы — на 8,7%, 4-й группы — на 19,1%.
У крыс 1-й группы концентрация S в тканях сердца при острой гемической гипоксии увеличилась на 18,8% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 17,2%, 3-й группы — на 21,9%, 4-й группы — на 10,9%, 5-й группы — на 26,6%. При этом концентрация S в тканях сердца у крыс, получавших антигипоксанты, была ниже, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 6,2%, 2-й группы — на 7,4%, 3-й группы — на 3,7%, 4-й группы — на 12,3%.
У крыс 1-й группы концентрация LPH в тканях сердца при острой гемической гипоксии увеличилась на 95,1% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 109,8%, 3-й группы — на 102,4%, 4-й группы — на 73,2%, 5-й группы — на 134,1%. При этом концентрация LPH в тканях сердца у крыс, получавших антигипоксанты, была ниже, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 16,7%, 2-й группы — на 10,4%, 3-й группы — на 13,5%, 4-й группы — на 26,0%.
У крыс 1-й группы концентрация всех фракций фосфолипидов в тканях сердца при острой гемической гипоксии уменьшилась на 8,2% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 8,0%, 3-й группы — на 8,4%, 4-й группы — на 7,2%, 5-й группы — на 9,9%. При этом концентрация всех фракций фосфолипидов в тканях сердца у крыс, получавших антигипоксанты, была незначительно ниже, чем у крыс контрольной группы.
В тканях сердца крыс при гемической гипоксии без коррекции установлено возрастание соотношения сфингомелина к фосфатидилхолину на 50,0% по сравнению с интактными крысами, что свидетельствует о росте жесткости липидной фазы мембраны, и применение антигипоксантов способствовало не столь значительному росту коэффициента S/PHH, как при гипоксии без коррекции, однако этот коэффициент был значительно выше, чем у интактных крыс: в 1-й группе — на 37,0%, во 2-й группе — на 34,4%, в 3-й группе — на 41,1%, в 4-й группе — на 25,2%. В целом увеличение коэффициента S/PHH предполагает нивелирование жидкостных свойств мембран и повышение микровязкости липидного слоя.
В тканях сердца при гемической гипоксии наблюдается повышение концентрации LPH, а следовательно, активности фосфолипазы.
В экспериментальных группах крыс по отношению к интактным крысам в тканях сердца на фоне гемической гипоксии установлено незначительное возрастание соотношения PHH/PHEA.
Таким образом, установлено, что в тканях сердца крыс при гемической гипоксии наблюдаются уменьшение концентрации фосфатидилхолина, фосфатидилэтаноламина, фосфатидилсерина, кардиолипина и повышение концентрации сфингомиелина и лизофосфолипида.
При острой гемической гипоксии установлены изменения концентрации различных фракций липидов в тканях сердца крыс, и они отражены в таблице 4.
У крыс 1-й группы концентрация ЛПВП в тканях сердца при острой гемической гипоксии уменьшилась на 19,2% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 19,9%, 3й группы — на 19,7%, 4-й группы — на 15,8%, 5-й группы — на 24,7%. При этом концентрация ЛПВП у крыс, получавших антигипоксанты, была выше, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 7,2%, 2-й группы — на 6,3%, 3-й группы — на 6,6%, 4-й группы — на 11,7%.
У крыс 1-й группы концентрация ЛПНП в тканях сердца при острой гемической гипоксии увеличилась на 19,5% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 18,4%, 3-й группы — на 19,3%, 4-й группы — на 15,5%, 5-й группы — на 20,6%. При этом концентрация ЛПНП у крыс, получавших антигипоксанты, была незначительно ниже, чем у крыс контрольной группы.
У крыс 1-й группы концентрация ЛПОНП в тканях сердца при острой гемической гипоксии увеличилась на 15,7% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 16,7%, 3-й группы — на 16,3%, 4-й группы — на 11,9%, 5-й группы — на 21,5%. При этом концентрация ЛПОНП у крыс, получавших антигипоксанты, была ниже, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 4,7%, 2-й группы — на 4,0%, 3-й группы — на 4,2%, 4-й группы — на 7,9%.
У крыс 1-й группы концентрация триглицеридов в тканях сердца при острой гемической гипоксии увеличилась на 20,5% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 21,0%, 3-й группы — на 22,4%, 4-й группы — на 16,4%, 5-й группы — на 27,0%. При этом концентрация триглицеридов у крыс, получавших антигипоксанты, была ниже, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 5,2%, 2-й группы — на 4,8%, 3-й группы — на 3,6%, 4-й группы — на 8,4%.
У крыс 1-й группы концентрация холестерина в тканях сердца при острой гемической гипоксии увеличилась на 23,5% по сравнению с показателями интактных крыс, 2-й группы — на 23,9%, 3-й группы — на 26,0%, 4-й группы — на 19,7%, 5-й группы — на 30,8%. При этом концентрация холестерина у крыс, получавших антигипоксанты, была ниже, чем у крыс контрольной группы: 1-й группы — на 5,6%, 2-й группы — на 5,3%, 3-й группы — на 3,7%, 4-й группы — на 8,5%.
Таким образом, но фоне гемической гипоксии в тканях сердца установлены снижение концентрации ЛПВП и повышение концентрации ЛПНП, ЛПОНП, триглицеридов и общего холестерина, но использование антигипоксантов позволяет предотвратить эти нарушения липидного обмен (табл. 4.). На основании полученных данных был произведен расчет индекса атерогенности и индексы Castelli 1 и Castelli 2 (рис. 3, 4).
Согласно данным (рис. 4), установлено повышение индекса атерогенности в тканях сердца крыс на фоне гемической гипоксии. Так, у крыс 5-й группы он был больше, чем у интактных крыс, на 131,0%, при этом у крыс, получавших антигипоксанты, этот индекс был больше, чем у интактных крыс: в 1-й группе — на 93,8%, во 2-й группе — на 96,9%, в 3-й группе — на 100,8%, в 4-й группе — на 75,2%, но существенно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1-й группе — на 16,1%, во 2-й группе — на 14,8%, в 3-й группе — на 13,1%, в 4-й группе — на 24,2%.
Согласно данным (рис. 4), установлено повышение индексов Castelli 1 и Castelli 2 в тканях головного мозга крыс на фоне гемической гипоксии. Так, у крыс 5-й группы индекс Castelli 1 был больше, чем у интактных крыс, на 73,8%, при этом у крыс, получавших антигипоксанты, этот индекс был больше, чем у интактных крыс: в 1-й группе — на 52,8%, во 2-й группе — на 54,6%, в 3-й группе — на 56,8%, в 4-й группе — на 42,4%, но существенно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1-й группе — на 12,1%, во 2-й группе — на 11,1%, в 3-й группе — на 9,8%, в 4-й группе — на 18,1%.
В отношении индекса Castelli 2 было установлено, что у крыс 5-й группы он был больше, чем у интактных крыс, на 58,8%, при этом у крыс, получавших антигипоксанты, этот индекс был больше, чем у интактных крыс: в 1-й и 2-й группах — на 47,1%, в 3-й группе — на 48,2%, в 4-й группе — на 36,5%, но существенно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1-й и 2-й группах — на 7,4%, в 3-й группе — на 6,7%, в 4-й группе — на 14,1%.
В ходе исследования установлено, что гемическая гипоксия провоцирует значительные изменения в концентрации фракций липидов и фосфолипидов в тканях головного мозга крыс и сердца крыс, что свидетельствует о глубоких метаболических нарушениях в их организме.
При моделировании острой гемической гипоксии в тканях головного мозга и сердца животных установлены уменьшение доли суммарных фосфолипидов и изменение соотношений отдельных фракций фосфолипидов, которые отражались возрастанием концентрации S и LPH и снижением концентраций PHH, PHEA, PHS и KL.
Увеличение концентрации LPH в тканях сердца и мозга крыс может происходить из-за увеличения активности фосфолипаз А1 и А2 или из-за накопления ионов кальция, являющихся активаторами фосфолипаз, а также это может возникать вследствие ингибирования активности лизофосфолипазы, участвующей в превращении LPH в глицерофосфохолин и жирную кислоту на фоне острой гемической гипоксии.
Важным является факт снижения концентрации кардиолепина в тканях головного мозга и сердца животных на фоне гемической гипоксии. Дело в том, что каждая молекула АТФ-АДФ-синтетазы в норме образует комплекс с шестью молекулами KL, нарушение липидного окружения фермента приводит к изменению его активности и подтверждает нарушение энергетического обмена в клетках при гипоксии.
Выявлено уменьшение концентрации PHH и PHEA в тканях головного мозга и сердца крыс при гемической гипоксии, и этот факт играет роль в работе кальциевого насоса, который регулируется процессом метилирования PHEA, приводящему к образованию PHH.
В целом перераспределение соотношения индивидуальных фосфолипидов в тканях мозга и сердца крыс на фоне острой гипоксии, является существенным фактором нарушения барьерной и транспортной функции биологических мембран.
Гемическая гипоксия оказывает влияние на различные фракции липидов в тканях головного мозга и сердца крыс, что проявляется снижением концентрации ЛПВП и повышением концентрации ЛПНП, ЛПОНП, триглицеридов и общего холестерина.
При оценке степени дисбаланса обмена липидов в тканях с помощью расчетных индексов на фоне гипоксии было установлено их существенное повышение. Индекс атерогенности — расчетный показатель соотношения концентрации липопротеинов низкой и высокой плотности, отражающий степень риска развития заболеваний сердца и сосудов и степень дислипопротеинемии.
В целом индексы Castelli 1 и Castelli 2 отражают соотношение между атерогенными и антиатерогенными липидами и являются индикаторами повреждения сердечно-сосудистой системы. Чем выше эти индексы, тем более вероятен шанс возникновения атеросклероза.
Повышение всех вышеуказанных индексов на фоне гемической гипоксии в тканях головного мозга и сердца крыс свидетельствует о возникновении дислипопротеинемии.
Выводы
На фоне острой гемической гипоксии развиваются нарушения метаболизма липидов, характеризующиеся уменьшением доли суммарных фосфолипидов, снижением концентраций PHH, PHEA, PHS, KL, ЛПВП и возрастанием концентрации S, LPH, ЛПНП, ЛПОНП, триглицеридов и общего холестерина в тканях мозга и сердца крыс, и расчет индексов атерогенности и Castelli 1 и Castelli 2 подтверждает развитие выраженной дислипопротеинемии, что свидетельствует о нарушении компенсаторно-приспособительных функций организма и глубоких метаболических нарушениях.
Использование антигипоксантов нивелирует негативное влияние гемической гипоксии на липидный обмен в тканях головного мозга и сердца крыс, стабилизируя концентрации липидов и фосфолипидов в изучаемых тканях, и наиболее выраженный положительный эффект наблюдается при применении смеси экстрактов малины обыкновенной и смородины черной в соотношении 1:1.
Об авторах
Елена Сергеевна Канаева 1, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры зоотехнии
kanaeva_es_84@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-1286-6165
Ольга Николаевна Павлова 2, 3, доктор биологических наук, доцент, профессор кафедры неврологии, реабилитациии нейрохирургии 2; доктор биологических наук, доцент, заведующая
кафедрой физиологии 3
casiopeya13@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-8055-1958
Ольга Николаевна Гуленко 3, кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии
gulenko_ol@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-6338-7095
Татьяна Викторовна Сороковикова 2, кандидат медицинских наук, доцент кафедры неврологии,
реабилитации и нейрохирургии
ssaphir@mail.ru
Анатолий Анатольевич Девяткин 2, 4, 5, доктор медицинских наук, профессор кафедры неврологии, реабилитации и нейрохирургии 2; доктор медицинских наук, врач 4; доктор медицинских наук, профессор кафедры безопасности жизнедеятельности и экологии 5
vitreus@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-7506-8040
1 Самарский государственный аграрный университет, ул. Учебная, 2, Кинель, п. г. т. Усть-Кинельский, Самарская обл., 446442, Россия
2 Тверской государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации, ул. Советская, 4, Тверь, 170100, Россия
3 Самарский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации, ул. Чапаевская, 89, Самара, 443099, Россия
4 Самарская областная клиническая офтальмологическая больница им. Т.И. Ерошевского, ул. Запорожская, 26, Самара, 443066, Россия
5 Приволжский государственный университет путей сообщения, ул. Свободы, 2В, Самара, 443066, Россия
Просмотров: 172
