CC BY
29
УДК 615-005.4:612.018:616-092.9
ОЦЕНКА АУТОРЕГУЛЯЦИИ ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ У КРЫС САМОК ПРИ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ, ВЫЗВАННОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ ПОЛОВЫХ ГОРМОНОВ
А.В. Воронков, Н.Г. Лавинский, А.В. Арльт, А. С. Лысенко
Пятигорский медико-фармацевтический институт — филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУМинздрава России г. Пятигорск, Россия
Аннотация. Эндотелиальную функцию оценивали по уменьшению эндотелий-зависимой вазодилатации сосудов головного мозга крыс на внутривенное введение модулятора эндогенного оксида азота — ацетилхолина и вазо-констрикции при введении ингибитора NO-синтазы L-NAME. Об эндотелий-независимой вазодилатации судили по увеличению скорости мозгового кровотока на внутривенное введение нитроглицерина. Ауторегуляцию церебральной гемодинамики оценивали при помощи коэффициента овершута и силы ауторегуляции, которые рассчитывали из результатов компрессионного теста. Результаты эксперимента показали, что у животных с недостаточностью половых гормонов на фоне эндотелиальной дисфункции наблюдалось достоверное снижение коэффициента овер-шута на 27% и силы ауторегуляции на 36% относительно интактной и ложнооперированной групп.
Ключевые слова: крысы, недостаточность половых гормонов, эндотелиальная дисфункция, ауторегуляция церебральной гемодинамики.
Экспериментально установлено, что двусторонняя овариоэктомия повышает риск развития кардиоваскулярных расстройств, одним из наиболее грозных осложнений которых является острое нарушение мозгового кровообращения. Данные изменения связаны с тем, что на фоне сниженного уровня половых гормонов развивается эндотели-альная дисфункция [1]. Эндотелиозависимый механизм регуляции мозгового кровотока может играть ключевую роль в церебральной ауторегуля-ции и реализуется при участии универсального вазодилататора — эндогенного оксида азота [2]. Выработка оксида азота осуществляется эндотели-альной NO-синтазой (eNOS), на активность которой могут существенно влиять эстрогеновые стероидные гормоны [3; 4]. В связи с этим изучение вклада эндотелий-зависимых механизмов на процесс ауторегуляции мозгового кровотока в условиях недостаточности половых гормонов является актуальным направлением исследования, позволя-
ющим осуществлять направленный поиск способов лечения и профилактики кардиоваскулярных осложнений, возникающих как при физиологическом угасании функций яичников в менопаузе, так и при патологических формах дисфункций половых желез.
Целью исследования явилось оценить ауторе-гуляцию церебральной гемодинамики у крыс самок при эндотелиальной дисфункции, вызванной недостаточностью половых гормонов.
Методика исследования. Эксперимент проводился на 18 крысах-самках. Животные были разделены на 3 группы: 1 группа — интактные животные (п = 6), 2 группа — ложнооперированные (ЛО) самки (п = 6), 3 группа — самки с моделью недостаточности половых гормонов (НПГ) (п = 6). Для моделирования недостаточности половых гормонов у самок осуществлялась экстирпация матки с придатками под наркозом (хлоралгидрат, 350 мг/кг).
—--—-
~ 107 ~
Since 1999 p-ISSN 2226-7425, e-ISSN 2412-9437
The Journal of scientific articles "Health and Education Millennium", 2016. Vol. 18. No 3
—--—
Через год после операции осуществляли оценку вазодилатирующей функции эндотелия сосудов головного мозга у животных. Тестирование вазо-дилатирующей функции эндотелия проводили путем регистрации изменения скорости кровотока в проекции среднемозговой артерии на внутривенное введение стимулятора выброса эндогенного оксида азота — ацетилхолина (АЦХ) (SIGMA-ALDRICH) в дозе 0,1 мг/кг, ингибитора eNOS-син-тазы — L изомер нитроаргинина метиловый эфир (L-NAME) (SIGMA-ALDRICH) в дозе 10 мг/кг. Оценку эндотелий-независимой вазодилатации осуществляли путем регистрации изменения линейной скорости мозгового кровотока на внутривенное введение нитроглицерина (НГ) в дозе 0,007 мг/кг с помощью ультразвукового допплеро-графа, ММ-Д-К-MinimaxDopplerv. 1.7 (Санкт-Петербург, Россия) [5].
Ауторегуляцию мозгового кровотока оценивали при помощи вазомоторной реактивности сосудов по результатам компрессионного теста. Известно, что кратковременное пережатие (10 сек.) общей сонной артерии приводит к снижению пер-фузионного давления и развитию преходящего ги-перемического ответа после прекращения компрессии, что позволяет рассчитать коэффициент овершута (КО), характеризующий резервы ауто-регуляции, и силу ауторегуляции (САР) [6]. КО величина равная отношению скорости кровотока после деокклюзии (V3) к фоновой скорости (V1). (см. формулу 1):
КО = (1)
V
Сила ауторегуляции равна частному от произведения скорости мозгового кровотока во время окклюзии (V2) на скорость кровотока после деокклюзии (V3) и фоновой скорости в квадрате (Vi). (см. формулу 2):
САР = (2)
V12
Статистическую обработку данных проводили при помощи стандартного пакета Microsoft Office Excel 2010. Достоверность оценивали по критерию Стьюдента.
Результаты исследования. По результатам допплерографических исследований в группе ЛО животных при внутривенном введении АЦХ
(0,1 мг/кг) наблюдается прирост в линейной скорости мозгового кровотока равный 22,5 ± 3,05%, что достоверно не отличается от прироста скорости мозгового кровотока у интактных животных, который составил 27,39 ± 1,96%. В группе крыс самок с НПГ прирост на внутривенное введение АЦХ составил всего 1,71 ± 1,5%, что достоверно ниже, чем в группе ЛО животных. Увеличение линейной скорости мозгового кровотока на внутривенное введение АЦХ очевидно связано с активацией эндотелиальной е-К08-синтазой через М3-холинорецепторы [7]. Уменьшение реакции ва-зодилатации в группе крыс самок с НПГ может быть связано с уменьшением активности е-К08-синтазы. При внутривенном введении Ь-КЛМБ (10 мг/кг), ингибитора е-К08-синтазы, в группе ЛО самок наблюдается уменьшение линейной скорости мозгового кровотока на 25 ± 4,0%, что достоверно не отличается от значений в интактной группе, в которой линейная скорость мозгового кровотока уменьшилась на 23,14 ± 2,55%. В группе крыс самок с НПГ этот показатель составил 3,57 ± ± 1,88%, что достоверно ниже, чем в группе ЛО животных. Менее выраженное увеличение сосудистого тонуса на внутривенное введение Ь-КЛМБ в группе с НПГ, может быть связано с уменьшением активности е-К08-синтазы на фоне эндотели-альной дисфункции. Увеличение линейной скорости мозгового кровотока на внутривенное введение НГ в дозе 0,007 мг/кг во всех экспериментальных группах животных не имело достоверного отличия, что может свидетельствовать о сохранности мио-цитов сосудов головного мозга (рис. 1).
В ходе эксперимента у ЛО и интактных животных сразу после декомпрессии общей сонной артерии скорость мозгового кровотока резко увеличивалась, формируя гиперемический ответ, что соответствует естественной физиологической реакции сосудов головного мозга. У животных с НПГ гиперемический ответ после декомпрессии общей сонной артерии отсутствовал, восстановление скорости мозгового кровотока к исходному уровню было постепенным, в течение 5—10 секунд, что коррелирует с ранее полученными результатами о нарушении эндотелий-зависимых механизмов гемодинамики и позволяет предположить влияние дисфункции эндотелия на ауторегуляцию.
~ 108 ~
8тее 1999
Воронков А. В. и др.
р-!88Ы 2226-7425, е-!88Ы 2412-9437
Оценка ауторегуляции церебральной гемодинамики у крыс самок... ----—-
% изменения линейной скорости мозгового кровотока 50
40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40
*
ьэь.
Ь-НАМЕ
АДХ
т
□ Интактные
□ Л О
□ нпг
НГ
Рис. 1. % изменения скорости мозгового кровотока на внутривенное введение АЦХ, L-NAME и НГ.
Примечания: * — достоверность по отношению к группе ЛО животных (Р < 0,05), АЦХ — ацетилхолин, L-NAME — L изомер нитроаргинина метилового эфира, ЛО — ложнооперированные животные, НПГ — животные с недостаточностью половых гормонов
По результатам компрессионного теста установлено, что в группе ЛО животных КО не имел достоверных отличий от значения интактной группы и составили 1,25 ± 0,025 и 1,17 ± 0,0263 соот-
Коэффициент овершута 1.4
ветственно. У крыс самок с хронической НПГ КО был равен 0,91 ± 0,049, что достоверно ниже, чем у ЛО животных (рис. 2).
1,2 1
0,8 0,6 0,4 0,2 О
- -1- - -
••:"Т"ГТ"ГТ
'! "I "I "I "I '! "I "I "I "I '! "I "I "I "I
□ Интактные
□ ЛО щНПГ
Рис. 2. Значение коэффициента овершута у ЛО животных и крыс с НПГ.
Примечания: * — достоверность по отношению к группе ЛО животных (Р < 0.05), ЛО — ложнооперированные животные, НПГ — животные с недостаточностью половых гормонов
~ 109 ~
Since 1999 p-ISSN 2226-7425, e-ISSN 2412-9437
The Journal of scientific articles "Health and Education Millennium", 2016. Vol. 18. No 3
—--—
Сила ауторегуляции 1
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
Ш
□Интактные
□ЛО
□НПГ
Рис. 3. Значение силы ауторегуляции у ЛО животных и самок с НПГ.
Примечания: * — достоверность по отношению к группе ЛО животных (Р < 0,05), ЛО — ложнооперированные животные, НПГ — животные с недостаточностью половых гормонов
Показатель САР у ЛО и интактных крыс самок не имеет достоверных отличий. В группе животных с НПГ этот показатель составил 0,47 ± ± 0,058, что достоверно ниже, чем в группе ЛО животных. Что может свидетельствовать о развитии отклонений в реализации механизмов ауторегу-ляции церебральной гемодинамики (рис. 3).
Таким образом, нарушение эндотелий-зависимых механизмов вазодилатации, при внутривенном введении АЦХ, и вазоконстрикции, при внутривенном введении Ь-КЛМБ, сосудов головного мозга крыс самок с НПГ при неизменной вазоди-латирующей реакции во время эндотелий-независимой стимуляции на внутривенное введение НГ, свидетельствует о развитии дисфункции эндотелия церебральных сосудов экспериментальных животных. Достоверное уменьшение КО в группе с НПГ на 27% и силы ауторегуляции на 36%, относительно интактных и ЛО крыс, позволяет предположить участие в нарушении ауторегуляции церебральной гемодинамики эндотелиальной дисфункции, вызванной НПГ у крыс самок.
ЛИТЕРАТУРА
1. Тюренков И.Н., Воронков А.В., Робертус. Недостаточность половых гормонов, эндотелиальная дисфункция и ее коррекция // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2009. Т. 72. № 6. С. 57—59.
2. Товажнянская, Е.Л. Дубинская, О.И. Безуг-лая И.О. Нарушение ауторегуляции мозгового кровотока как фактор развития мозговых дисциркуляций при сахарном диабете 2-го типа // Международный неврологический журнал. 2012. № 4 (50). С. 43—47.
3. Kim K.H., Bender J.R. Membrane-initiated actions of estrogen on the endothelium // Mol. Cell. Endocrinol. 2009. Vol. 308(1—2). P. 3—8.
4. Levin E.R. Integration of the extranuclear and nuclear actions of estrogen // Mol. Endocrinol. 2005. Vol. 19(8). P. 1951—1959.
5. Мурвьева Н.А., Лысенко А. С. Оценка работоспособности, поведенческого статуса животных и изменения вазодилатирующей функции эндотелия у крыс на фоне интенсивной физической нагрузки // Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины: материалы 71-й открытой науч.-практ. конф. молодых ученых и студентов ВолгГМУ с междунар. уч. Волгоград, 2013. С. 8—9.
6. Лысенко А. С. Влияние хронической гемиче-ской гипоксии на функцию эндотелия и показатели ауторегуляции церебральной гемодинамики у крыс // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. Т. 46. № 4. С. 85—88.
7. Козловский В.И. Механизмы регуляции коронарного кровотока, опосредованной эндотелиальными сосудорасширяющими факторами: монография. Гродно: Гр. ГМУ, 2011.
~ 110 ~
Since 1999 p-ISSN 2226-7425, e-ISSN 2412-9437
Воронков А.В. и др. Оценка ауторегуляции церебральной гемодинамики у крыс самок...
-----
ASSESSMENT OFCEREBRAL HAEMO DYNAMIC AUTOREGULATION OF FEMALE RATS IN CONDITION OF ENDOTHELIUM DYSFUNCTION CAUSED BY INSUFFICIENCY OF REPRODUCTIVE HORMONES
A. V. Voronkov, N.G. Lavinsky, A. V. Arlt, A.S. Lysenko
Pyatigorsk medical and pharmaceutical institute —
branch of Volgograd State Medical University of the Russian Ministry of Health Pyatigorsk, Russia
Annotation. Endothelium function was assessed according to the reduction of endothelium-dependent vasodilatation of rats-brain vessels on intravenous administration of the modulator of endogenous nitrogen oxide — acetylcholine and a vasoconstriction at introduction of inhibitor NO synthase L-NAME. The endothelium-independent vasodilatation was assessed according to the increase in speed of a brain blood-groove at intravenous administration of nitroglycerine. Cerebral hemodynamics autoregulation was assessed by means of an overshut coefficient and autoregulation force, which were counted from the results of the compression test. The results of the experiment showed that reliable decrease of an overshut coefficient by 27% and autoregulation force by 36% concerning intact and false operated groups was observed at animals with insufficiency of reproductive hormones caused by endothelium dysfunction.
Key words: rats, insufficiency of reproductive hormones, endothelium dysfunction, cerebral hemodynamics autoregulation.
REFERENCES
1. Tyurenkov I.N., Voronkov A.V., Robertus A.I. Insufficiency of sex hormones, endothelial dysfunction, and its correction by estrogens. Experimental and Clinical Pharmacology, 2009, vol. 72(6), pp. 57—59.
2. Tovazhnjanskaja E.L., Dubinskaja O.I., Bezug-laja I.O. Narushenie autoreguljacii mozgovogo krovotoka kak faktor razvitija mozgovyh discirkuljacij pri saharnom diabete 2-go tipa. Mezhdunarodnyj nevrologicheskij zhur-nal, 2012, no. 4 (50), pp. 43—47.
3. Kim K.H., Bender J.R. Membrane-initiated actions of estrogen on the endothelium. Mol. Cell. Endocrinol, 2009, vol. 308(1—2), pp. 3—8.
4. Levin E.R. Integration of the extranuclear and nuclear actions of estrogen. Mol. Endocrinol, 2005, vol. 19(8), pp. 1951—1959.
5. Murv'eva N.A., Lysenko A.S. Ocenka rabotospo-sobnosti, povedencheskogo statusa zhivotnyh i izmenenija vazodilatirujushhej funkciij endotelija u krys na fone intension oj fizicheskoj nagruzki. Aktual'nye problemyj eksperi-mental'noj i klinicheskoj mediciny: materialy 71-j otkrytoj nauch.-prakt. konf. molodyh uchenyh i studentov VolgGMU s mezhdunar. uch. Volgograd, 2013. P. 8—9.
6. Lysenko A.S. Influence of chronic hemic hypoxia on endothelial function and indicators of autoregulation of cerebral hemodynamics in rats. International Research Journal, 2016, vol. 46, no. 4, pp. 85—88.
7. Kozlovskij V.I. Mehanizmy reguljacii koronarnogo krovotoka, oposredovannoj jendotelial'nymi sosudorasshi-rjajushhimi faktorami: monografija. Grodno: Gr. GMU, 2011.
k НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА
k LIBMltY.RU
INFOBASeINDEX
INDEX {fÇT COPERNICUS О AJI
.net
Open Academic .Journals Index
NTERNATIONAL
OULRICHSWEB"
GLOBAL SERIALS DIRECTORY
Google enactor
scholar О
m
