CC BY
7
ЭПР ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОКСИДА АЗОТА В ГИППОКАМПЕ КРЫС В ОСТРОЙ ФАЗЕ ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА
Х.Л. Гайнутдинов1,2, В.А. Кульчицкий3, В.В. Андрианов1,2, Г.Г. Яфарова1,2, А.С. Замаро3, Ю.П. Токальчик3, Л.В. Базан1, В.С. Июдин1, С.В. Юртаева1, С.Г. Пашкевич3, М.О. Досина3
1 Казанский физико-технический институт ФИЦ КазНЦ РАН, Казань 2Институт фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета, Казань
3Институт физиологии НАН Беларуси, Минск, Беларусь
Abstract
Using EPR spectroscopy, it was found that the amount of NO decreases after modeling an ischemic stroke. After 5 hours, the NO content in the hippocampus decreases by 2-3 times. This decrease in NO production persists 24 and 72 hours after a stroke.
Key words: nitric oxide, hippocampus, ischemic stroke, electron paramagnetic resonance
Методом ЭПР спектроскопии обнаружено, что количество NO после моделирования ишемического инсульта снижается. Уже через 5 часов происходит уменьшение содержания NO в гиппокампе в 2-3 раза. Это снижение продукции NO сохраняется и через 24 и 72 часа после инсульта.
Ключевые слова: оксид азота, гиппокамп, ишемический инсульт, электронный парамагнитный резонанс
Гипоксия является патологическим процессом, возникающем при недостаточном снабжении тканей организма кислородом. При гипоксии и ишемии мозга нарушается функционирование нейромедиаторных систем, включая систему монооксида азота [8]. Оксид азота (NO) известен как одна из важнейших сигнальных молекул, регулирующих физиологические функции организма и метаболизм клеток [5, 9]. Система NO является одной из наиболее изучаемых систем организма. NO, синтезируемый конститутивными изоформами NO-синтаз, обеспечивает адекватное кровоснабжение регионов мозга, влияет на активность нейронов, регулирует метаболизм клеток. В жизнедеятельности животных особо значима роль NO при функционировании сердечно-сосудистой и нервной систем [1, 4, 6]. Большой интерес привлекает участие NO в механизмах развития различных патологических состояний организма [2, 4, 5, 9]. В последнее время одним из наиболее эффективных методов обнаружения и количественного определения NО в биологических тканях стал метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) [10]. Формируется комплекс Fe2+
c диэтилдитиокарбаматом (ДЭТК) для захвата NO и формирования устойчивого тройного комплекса (ДЭТК^-Fe^-NO в различных тканях животных. Эти комплексы характеризуются легко распознаваемым спектром ЭПР со значением g-фактора g=2.035 - 2.040 и триплетной сверхтонкой структурой [3, 10].
Цель. Исследование методом ЭПР спектроскопии с применением методики спиновых ловушек последствий экспериментального ишемического инсульта мозга на содержание NO в тканях гиппокампа мозга.
Методы исследования
При моделировании ишемического инсульта применялась 5-минутная гипобарическая гипоксия (условный подъем на высоту 4500 м над уровнем моря). Изучали содержание NO в тканях гиппокампа крыс через 5 и через 24 и 72 часа после предъявления гипоксического стимула. Извлечение аналогичных образцов тканей производилось также и у интактных животных. Была применена методика спиновых ловушек, которая позволяет детектировать NO в малых концентрациях [3, 7]. Регистрация спектров ЭПР приготовленных образцов проводилась на спектрометре ЭПР Х-диапазона ER 200 SRC фирмы Брукер при 77 К°. Масса образцов составляла около 100 мг. Амплитуду спектров ЭПР всегда нормировали на вес образца и на амплитуду сигнала ЭПР эталонного образца (подробности методики описаны нами ранее [2, 6]). Количество NO оценивалось по интенсивности характерного сигнала ЭПР, принадлежащего комплексу (ДЭТК)2^2+-Ш.
Результаты
Количество NO после моделирования ишемического инсульта снижается. Уже через 5 часов происходит уменьшение содержания NO в гиппокампе в 2-3 раза. Это снижение продукции NO сохраняется через 24 и 72 часа после инсульта.
Работа выполнена за счет средств Программы стратегического академического лидерства Казанского (Приволжского) федерального университета.
Список литературы
1. Андрианов В.В., Ситдиков Ф.Г., Гайнутдинов Х.Л., Юртаева С.В., Обыночный А.А., Яфарова Г.Г., Муранова Л.Н., Каримов Ф.К., Чиглинцев В.М., Июдин В.С. Изменение содержания оксида азота в сердце интактных и десимпатизированных крыс в онтогенезе // Онтогенез - 2008. - Т. 39. № 6. - С. 437-442.
2. Гайнутдинов Х.Л., Андрианов В.В., Июдин В.С., Юртаева С.В., Яфарова Г.Г., Файзуллина Р.И., Ситдиков Ф.Г. Исследование методом ЭПР-спектроскопии интенсивности продукции оксида азота в тканях сердца крыс при гипокинезии // Биофизика. - 2013. - Т. 58. - № 2. - С. 276-280.
3. Микоян В.Д., Кубрина Л.Н., Ванин А.Ф. Оксид азота образуется через L-аргинин зависимый путь в мозге мышей in vivo // Биофизика. - 1994. - Т.39. - С. 915-918.
4. Реутов В.П., Охотин В.Е., Шуклин А.В. и др. Оксид азота и цикл в миокарде: молекулярные, биохимические и физиологические аспекты // Успехи физиол. наук. - 2007. - Т. 38. - № 4. - С. 39-58.
5. Deryagin O.G., Gavrilova S.A., Gainutdinov Kh.L. et al. Molecular bases of brain preconditioning // Front. Neurosci. - 2017. - V. 11. - Article 427
6. Gainutdinov Kh.L., Gavrilova S.A., Iyudin V.S., Golubeva A.V., Davydova M.P., Jafarova G.G., Andrianov V.V., Koshelev V.B. EPR study of the intensity of the nitric oxide production in rat brain after ischemic stroke // Appl. Magn. Reson. - 2011. - V. 40. N 3. - P. 267-278.
7. Ismailova A.I., Gnezdilov O.I., Muranova L.N. et al. ESR study of the nitric oxide production in tissues of animals under the external influence on the functioning of the cardiovascular and nervous systems // Appl. Magn. Reson. - 2005. - V. 28. - P. 421-430.
8. Manukhina E.B., Malyshev I.Y., Smirin B.V., Mashina S.Y., Saltykova V.A., Vanin A.F. Production and storage of nitric oxide in adaptation to hypoxia // Nitric Oxide - 1999 - V. 3. - P. 393-401
9. Steinert J.R., Chernova T., Forsythe I.D. Nitric oxide signaling in brain function, dysfunction, and dementia // Neuroscientist - 2010. - V. 16. - P. 435-452
10. A.F. Vanin, Dinitrosyl iron complexes with thiol-containing ligands as a "working form" of endogenous nitric oxide // Nitric Oxide - 2016. - V. 54. - P. 15-29
11. Vanin A.F., Huisman A., Van Faassen E.E. Iron dithiocarbamate as spin trap for nitric oxide detection: pitfalls and successes // Methods in Enzymology - 2003 - V. 359. - P. 27-42.
