Влияние календулы лекарственной на экспрессию мРНК генов HIF-1α, BDNF и антиоксидантных ферментов в тканях сердца крыс при гипоксии
Автор: Макарова-Горбачёва Е.В., Павлова О.Н., Леонов В.В., Лукенюк Е.В., Масляков В.В.
Журнал: Вестник медицинского института "РЕАВИЗ": реабилитация, врач и здоровье @vestnik-reaviz
Рубрика: Физиология
Статья в выпуске: 1 т.16, 2026 года.
Бесплатный доступ
Перинатальная гипоксия нарушает развитие сердечно-сосудистой системы, индуцируя митохондриальную дисфункцию, смещение энергетического обмена в сторону анаэробного гликолиза и оксидативный стресс. Поиск эффективных антигипоксантов растительного происхождения остаётся актуальной задачей экспериментальной фармакологии. Цель: изучить влияние пренатального введения экстракта календулы лекарственной на экспрессию мРНК генов антиоксидантных ферментов в тканях сердца крысят при острой нормобарической гипоксии. Материалы и методы. Исследование выполнено на крысах линии Wistar: беременные самки (n=20) с первого дня гестации до родов получали внутрижелудочно либо дистиллированную воду (группа 1), либо водный экстракт календулы лекарственной в дозе 200 мг/кг (группа 2). На вторые сутки жизни крысята подвергались острой нормобарической гипоксии (8% O₂, 37°C, 2 ч). Методом ПЦР в реальном времени определяли экспрессию мРНК генов Sod1, Cat, GPX1 и GSR в тканях сердца непосредственно после гипоксии, а также на 1-е, 7-е и 14-е сутки наблюдения (n=40 крысят в каждой группе). Результаты. Непосредственно после гипоксии в обеих группах наблюдался выраженный подъём экспрессии Sod1, Cat и GSR при одновременном достоверном снижении GPX1; оба эффекта были более выражены у самок. В последующие сроки показатели постепенно возвращались к исходному уровню. У крысят группы 2 амплитуда колебаний экспрессии была достоверно меньше, а к 14-м суткам уровень мРНК всех четырёх генов достигал значений интактных животных. Заключение. Пренатальное введение экстракта календулы лекарственной модулирует антиоксидантный ответ миокарда на острую гипоксию, ускоряя восстановление транскрипционного профиля антиоксидантных ферментов, что свидетельствует о выраженной биологической активности содержащихся в экстракте соединений.
Календула лекарственная [D031985], перинатальная гипоксия [D000860], оксидативный стресс [D018384], антиоксидантные ферменты [D000975], экспрессия мРНК [D012333], супероксиддисмутаза [D013482], каталаза [D002374], глутатионпероксидаза [D005979], глутатионредуктаза [D005980], миокард [D009206], растительные экстракты [D010936], ПЦР в реальном времени [D060888]
Короткий адрес: https://sciup.org/143185685
IDR: 143185685 | УДК: 612.822:577.3:591.5 | DOI: 10.20340/vmi-rvz.2026.1.PHYS.1
Effect of calendula officinalis on the expression of HIF-1α, BDNF and antioxidant enzyme genes mRNA in rat cardiac tissues under hypoxia
Perinatal hypoxia impairs cardiovascular development by inducing mitochondrial dysfunction, a metabolic shift toward anaerobic glycolysis, and oxidative stress. Identification of effective plant-derived antihypoxic agents remains a relevant objective of experimental pharmacology. Aim: to investigate the effect of prenatal administration of Calendula officinalis extract on mRNA expression of antioxidant enzyme genes in cardiac tissue of rat pups subjected to acute normobaric hypoxia. Materials and methods. The study was performed on Wistar rats. Pregnant females (n=20) received intragastric administration of either distilled water (group 1) or aqueous Calendula officinalis extract at a dose of 200 mg/kg (group 2) from the first day of gestation until delivery. On postnatal day 2, pups were exposed to acute normobaric hypoxia (8% O₂, 37°C, 2 h). mRNA expression of Sod1, Cat, GPX1, and GSR in cardiac tissue was assessed by real-time PCR immediately after hypoxia and on days 1, 7, and 14 of observation (n=40 pups per group). Results. Immediately following hypoxia, both groups exhibited a marked upregulation of Sod1, Cat, and GSR alongside a significant decrease in GPX1; both effects were more pronounced in females. Expression levels gradually returned to baseline over subsequent time points. In group 2, the amplitude of gene expression fluctuations was significantly attenuated, and by day 14 mRNA levels of all four genes were comparable to those of intact animals. Conclusion. Prenatal administration of Calendula officinalis extract modulates the myocardial antioxidant response to acute hypoxia, accelerating the restoration of the antioxidant enzyme transcriptional profile — an effect indicative of pronounced biological activity of the compounds present in the extract.
Текст научной статьи Влияние календулы лекарственной на экспрессию мРНК генов HIF-1α, BDNF и антиоксидантных ферментов в тканях сердца крыс при гипоксии
Перинатальная гипоксия (недостаток кислорода во время беременности) является значимой проблемой, оказывающей влияние на развитие сердца и всей сердечно-сосудистой системы ребёнка [1, 2]. Гипоксия способствует возникновению изменений в кровообращении новорождённых, так как возникает гиперплазия и пролиферация сосудистых стенок и ускоренная ангиогенезия для улучшения перфузии в условиях дефицита кислорода. При гипоксических состояниях изменяется энергетический обмен клеток за счёт нарушения работы митохондрий и увеличивается зависимость от анаэробного гликолиза, что негативно сказывается на работе сердца как органа высокой энергоемкости [3, 4].
Гипоксия активирует защитные механизмы клетки через гипоксий-индуцируемый фактор HIF-1, который регулирует гены, связанные с адаптацией к низкому O 2 . Его влияние на антиоксидантную защиту – это тонкая стратегия выживания, направленная на активацию адаптационных процессов в клетках купирования активных форм кислорода и нормализацию окислительного гомеостаза [5, 6]. HIF-1 связывается с участками ДНК, называемыми HRE (hypoxia-response elements) и напрямую запускает синтез ключевых антиоксидантных ферментов, среди которых:
-
• Супероксиддисмутаза-1, кодируемая геном Sod1, это важный антиоксидантный фермент, пере-
- хватывающий в цитозоле самые агрессивные супе-роксид-радикалы, которые массово образуются при сбоях в работе митохондрий из-за нехватки кислорода. Она превращает их в менее опасную перекись водорода. При нарушении работы гена Sod1 клетка мгновенно получает повреждения мембран [7, 8].
-
• Каталаза – выступает в роли «высокоскоростного утилизатора». Она мгновенно расщепляет перекись водорода на воду и чистый кислород. При гипоксии активность этого фермента (ген Cat) служит индикатором эндогенной интоксикации и окислительного стресса [9].
-
• Глутатионпероксидаза 1, кодируемая геном GPX1 – самый тонкий антиоксидант. Она не только нейтрализует перекись, но и восстанавливает повреждённые жиры (гидропероксиды), превращая их в безвредные спирты. Это ключевой фактор выживания клетки, так как GPX1 защищает структуру ДНК и белков от окислительного взрыва [10].
-
• Глутатионредуктаза, кодируемая геном GSR, в чистом виде не уничтожает радикалы, но восстанавливает запасы глутатиона. Без глутатионредук-тазы GPX1 останется без «патронов» и не сможет работать. В условиях гипоксии работа гена GSR критична для поддержания общего антиоксидантного потенциала [11].
Все эти антиоксидантные ферменты взаимосвязаны: супероксиддисмутаза-1 создаёт перекись, а каталаза и глутатионпероксидаза-1 её уничтожают, при этом глутатионредуктаза гарантирует, что у системы хватит ресурсов для долгой борьбы.
BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) – это нейротрофический фактор мозга, белок из семейства нейротрофинов, который выступает в роли ключевого «менеджера» пластичности и выживаемости нервных клеток. В условиях дефицита кислорода он запускается каскад реакций, ведущих к гибели нейронов (апоптозу), активирует тирозинкиназный рецептор В (TrkB), что способствует запуску основных метаболических каскадов и блокирует механизмы саморазрушения нейронов при гипоксии. BDNF влияет на энергетический баланс нейронов, помогая им оптимизировать потребление глюкозы и АТФ в условиях, когда аэробный путь получения энергии затруднён.
Многочисленные патофизиологические и пато-биохимические изменения, возникающие при гипоксии, требуют поиска эффективных фармакологических средств разного механизма действия. В центре каскада энергетических изменений при гипоксии лежат нарушения энергетического обмена и активация свободнорадикальных процессов, поэтому для терапии гипоксических состояний целесообразно использовать метаболические препараты, способные предотвращать энергодефицит и замедлять перекисное окисление липидов – антиоксиданты, антигипоксанты.
Перспективным антигипоксантом является экстракт календулы лекарственной, так как он обладает широким спектром биологически активных веществ: флавоноиды (3-О-гликозид изорамнетина, кверцетин, рутин, изокверцитрин); тритерпеновые сапонины; тритерпены (амирины, люпеол, люпе-нон); органические кислоты (салициловая, яблочная); дубильные вещества; микроэлементы – кальций, железо, магний, цинк [12].
В литературе имеются данные, что календула проявляет антигипоксантные свойства, которые обусловлены высоким содержанием в ней антиоксидантных соединений, способных нейтрализовы-вать свободные радикалы и предотвращать повреждение клеток [13].
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: изучить влияние календулы лекарственной на экспрессию мРНК генов HIF-1 α , BDNF и антиоксидантных ферментов в тканях сердца крыс при гипоксии.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Работа проводилась на крысах обоего пола линии Wistar (20 половозрелых самок и 10 половоз- релых самцов, которые поровну по принципу рандомизации были разделены на две группы): 1 группа – самки с первого дня беременности и до родов получали внутрижелудочно дистиллированную воду объёмом 2 мл; 2 группа – самки с первого дня беременности и до родов получали внутрижелу-дочно водный экстракт календулы лекарственной, производства ООО «КоролевФарм» в дозе 200 мг/кг массы объёмом 2 мл.
От взрослых крыс были получены крысята: в 1 группе – 132 крысёнка (65 самцов и 67 самок), во второй группе – 141 крысёнок (66 самцов и 75 самок).
На второй день жизни животных подергали действию острой нормобарической гипоксии путём помещения в инкубатор с пониженным содержанием кислорода (8% О 2 ) и температурой 37 ºС на 2 часа.
Исследование выполнено на модели недоношенной беременности человека: воздействие острой нормобарической гипоксии (ОНГ) на крысят на вторые постнатальные сутки. Гипоксические и контрольные условия были воссозданы в инкубаторе New Brunswick Scientific «Innova CO-48 CO 2 » (США). Параметры гипоксии (8% О 2 , 92% N 2 , 37 ºС, 2 ч) были подобраны экспериментально и основаны на литературных данных [14].
В каждой группе методом рандомизации было отобрано по 40 крысят, у которых сразу после действия ОНГ, а также на 1, 7 и 14 сутки после действия ОНГ исследовали экспрессию мРНК генов HIF-1 α , BDNF, Sod1, Cat, GPX1 и GSR в тканях сердца методом полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ).
Цифровой материал всех экспериментов подвергали статистической обработке с помощью пакета программ STATISTICA Application 10.0.1011.0.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Результаты исследования динамики экспрессии м-РНК генов антиоксидантных ферментов в тканях сердца крыс после воздействия острой нормобарической гипоксии представлены на рисунках 1 и 2.
Установлено, что экспрессия мРНК гена Sod1 в тканях сердца самцов крыс 1 и 2 групп сразу после действия ОНГ существенно повысилась, и в динамике на 1, 7 и 14 сутки установлено плавное снижение экспрессии мРНК гена Sod1 в тканях сердца: у самцов 1 группы экспрессия снизилась на 3,9%, 7,3% и на 12,5% (p = 0,001) соответственно; у самцов 2 группы – снизилась на 3,7%, 7,2% и 10,7% (p=0,002) соответственно. Также следует отметить, что при каждом измерении экспрессия мРНК гена Sod1 в тканях сердца самцов 2 группы была ниже, чем у самцов 1 группы: при 1 измерении – на 11,2% (p=0,001), при 2 измерении – на 11,2% (p=0,013), при 3 измерении – на 11,2% (p=0,026) и при 4 измерении – на 9,4% (p=0,001).
Установлено, что экспрессия мРНК гена Cat в тканях сердца самцов крыс 1 и 2 групп сразу после действия ОНГ существенно повысилась, и в динамике на 1, 7 и 14 сутки установлено плавное снижение экспрессии мРНК гена Cat в тканях сердца: у самцов 1 группы экспрессия снизилась на 4,5%, 10,2% (p=0,001) и на 15,6% (p=0,001) соответственно; у самцов 2 группы – снизилась на 7,0%, 12,4% (p=0,003) и 14,6% (p=0,013) соответственно. Также следует отметить, что при каждом измерении экспрессия мРНК гена Cat в тканях сердца самцов 2 группы была ниже, чем у самцов 1 группы: при 1 измерении – на 9,2% (p=0,003), при 2 измерении – на 11,6% (p=0,021), при 3 измерении – на 11,5% (p=0,001) и при 4 измерении – на 8,2% (p=0,002).
Установлено, что экспрессия мРНК гена GPX1 в тканях сердца самцов крыс 1 и 2 группы сразу после действия ОНГ существенно снизилась, и в динамике на 1, 7 и 14 сутки установлено плавное незначительное повышение экспрессии мРНК гена GPX1 тканях сердца во всех группах. Также следует отметить, что при каждом измерении экспрессия мРНК гена GPX1 в тканях сердца самцов 2 группы была незначительно выше, чем у самцов 1 группы.
Установлено, что экспрессия мРНК гена GSR в тканях сердца самцов крыс 1 и 2 групп сразу после действия ОНГ существенно повысилась, и в динамике на 1, 7 и 14 сутки установлено плавное снижение экспрессии мРНК гена GSR в тканях сердца: у самцов 1 группы экспрессия снизилась на 3,7%, 7,4% и на 11,7% (p=0,001) соответственно; у самцов 2 группы – снизилась на 2,8%, 7,0% и 8,9% (p=0,001) соответственно. Также следует отметить, что при каждом измерении экспрессия мРНК гена GSR в тканях сердца самцов 2 группы была ниже, чем у самцов 1 группы: при 1 измерении – на 7,4%, при 2 измерении – на 6,5%, при 3 измерении – на 6,9% и при 4 измерении на 4,5%.
Установлено, что экспрессия мРНК гена Sod1 в тканях сердца самок крыс 1 и 2 групп сразу после действия ОНГ существенно повысилась, и в динамике на 1, 7 и 14 сутки установлено плавное снижение экспрессии мРНК гена Sod1 в тканях сердца: у самок 1 группы экспрессия снизилась на 5,1%, 10,2% (p=0,001) и на 16,0% (p=0,002) соответственно; у самок 2 группы – снизилась на 2,9%, 6,6% и 10,9% (p=0,024) соответственно. Также следует отметить, что при каждом измерении экспрессия мРНК гена Sod1 в тканях сердца самок 2 группы была ниже, чем у самок 1 группы: при 1 измерении – на 14,3% (p=0,001), при 2 измерении – на 12,4% (p=0,003), при 3 измерении – на 10,8% (p=0,001) и при 4 измерении – на 9,2% (p=0,001).
Рисунок 1. Динамика экспрессии генов антиоксидантных ферментов в тканях сердца самцов крыс сразу после воздействия ОНГ, через 1, 7 и 14 суток, тыс. копий, M±m
Figure 1. Dynamics of expression of antioxidant enzyme genes in the heart tissues of male rats immediately after exposure to ONG, after 1, 7 and 14 days, thousands of copies, M±m
Рисунок 2. Динамика экспрессии генов антиоксидантных ферментов в тканях сердца самок крыс сразу после воздействия ОНГ, через 1, 7 и 14 суток, тыс. копий, M±m
Figure 2. Dynamics of gene expression of antioxidant enzymes in the heart tissues of female rats immediately after exposure to ONG, after 1, 7 and 14 days, thousands of copies, M±m
Установлено, что экспрессия мРНК гена Cat в тканях сердца самок крыс 1 и 2 групп сразу после действия ОНГ существенно повысилась, и в динамике на 1, 7 и 14 сутки установлено плавное снижение экспрессии мРНК гена Cat в сердца: у самок 1 группы экспрессия снизилась на 6,1%, 14,7% (p=0,001) и на 18,3% (p=0,032) соответственно; у самок 2 группы – снизилась на 5,0%, 12,4% (p=0,001) и 19,2% (p=0,004) соответственно. Также следует отметить, что при каждом измерении экспрессия мРНК гена Cat в тканях сердца самок 2 группы была ниже, чем у самцов 1 группы: при 1 измерении – на 8,5% (p=0,002), при 2 измерении – на 7,5%, при 3 измерении – на 6,1% и при 4 измерении – на 9,5% (p=0,022).
Установлено, что экспрессия мРНК гена GPX1 в тканях сердца самок крыс 1 и 2 группы сразу после действия ОНГ существенно снизилась, и в динами- ке на 1, 7 и 14 сутки установлено плавное повышение экспрессии мРНК гена GPX1 в тканях сердца: у самок 1 группы экспрессия повысилась на 2,9%, 8,6% (p=0,001) и на 11,0% (p=0,003) соответственно; у самок 2 группы – повысилась на 4,3%, 6,3% и 9,4% (p=0,001) соответственно. Также следует отметить, что при каждом измерении экспрессия мРНК гена GPX1 в тканях сердца самок 2 группы была выше, чем у самок 1 группы: при 1 измерении – на 9,8% (p=0,023), при 2 измерении – на 10,0% (p=0,003), при 3 измерении – на 7,5% и при 4 измерении – на 8,3% (p=0,001).
Установлено, что экспрессия мРНК гена GSR в тканях сердца самок крыс 1 и 2 групп сразу после действия ОНГ существенно повысилась, и в динамике на 1, 7 и 14 сутки установлено плавное снижение экспрессии мРНК гена GSR в тканях сердца: у самок 1 группы экспрессия снизилась на 4,3%, 8,0% и на 11,0% (p=0,001) соответственно; у самок 2 группы – снизилась на 3,0%, 7,1% и 9,8% (p=0,002) соответственно. Также следует отметить, что при каждом измерении экспрессия мРНК гена GSR в тканях сердца самок 2 группы была ниже, чем у самок 1 группы: при 1 измерении – на 5,1%, при 2 измерении – на 3,8%, при 3 измерении – на 4,2% и при 4 измерении – на 3,8%.
При сравнении показателей внутри каждой группы установлено, экспрессия мРНК гена Sod1 в тканях сердца самцов 1 группы в 1, 2, 3 и 4 измерениях была меньше, чем у самок на 12,0% (p=0,004), 10,6% (p=0,001), 8,4% (p=0,016) и на 7,5% соответственно. Экспрессия мРНК гена Sod1 в тканях сердца самцов 2 группы в 1, 2, 3 и 4 измерениях была меньше, чем у самок на 8,0% (p=0,001), 9,0% (p=0,015), 8,7% (p=0,023) и на 7,7% соответственно.
Экспрессия мРНК гена Cat в тканях сердца самцов 1 и 2 групп в 1, 2, 3 и 4 измерениях была незначительно меньше, чем у самок соответствующей группы. Экспрессия мРНК гена GPX1 в тканях сердца самцов 1 группы в 1, 2, 3 и 4 измерениях была больше, чем у самок на 10,1% (p=0,002), 9,4% (p=0,001), 5,7% и на 5,0% соответственно. Экспрессия мРНК гена GPX1 в тканях сердца самцов 2 группы в 1, 2, 3 и 4 измерениях была незначительно больше, чем у самок соответствующей группы. Экспрессия мРНК гена GSR в тканях сердца самцов и самок 1 и 2 группы была примерно на одном уровне.
Результаты исследования динамики экспрессии м-РНК генов HIF-1 α и BDNF в тканях сердца крыс после воздействия острой нормобарической гипоксии представлены на рисунках 3 и 4.
Установлено, что экспрессия мРНК гена HIF-1α в тканях сердца самцов крыс 1 и 2 групп сразу после действия ОНГ существенно повысилась, и в дина- мике на 1, 7 и 14 сутки установлено плавное снижение экспрессии мРНК гена HIF-1α в тканях сердца: у самцов 1 группы экспрессия снизилась на 8,9% (p=0,001), 20,3% (p=0,022) и на 39,6% (p=0,003) соответственно, а у самцов 2 группы – снизилась на 12,4% (p=0,001), 19,7% (p=0,022) и 34,3% (p=0,001) соответственно. Также следует отметить, что при каждом измерении экспрессия мРНК гена HIF-1α в тканях сердца самцов 2 группы была ниже, чем у самцов 1 группы: при 1 измерении – на 13,9% (p=0,002), при 2 измерении – на 17,3% (p=0,002), при 3 измерении – на 13,3% (p=0,033) и при 4 измерении – на 6,3%.
Рисунок 3. Динамика экспрессии генов HIF-1α и BDNF в тканях сердца самцов крыс сразу после воздействия ОНГ, через 1, 7 и 14 суток, тыс. копий, M±m
Figure 3. Dynamics of HIF-1α and BDNF gene expression in the heart tissues of male rats immediately after exposure to ONG, after 1, 7 and 14 days, thousands of copies, M±m
Рисунок 4. Динамика экспрессии генов HIF-1α и BDNF в тканях сердца самок крыс сразу после воздействия ОНГ, через 1, 7 и 14 суток, тыс. копий, M±m
Figure 4. Dynamics of HIF-1α and BDNF gene expression in the heart tissues of female rats immediately after exposure to ONG, after 1, 7 and 14 days, thousands of copies, M±m
Установлено, что экспрессия мРНК гена BDNF в тканях сердца самцов крыс сразу после действия ОНГ существенно повысилась, и в динамике на 1, 7
и 14 сутки после воздействия ОНГ выявлен всплеск экспрессии мРНК гена BDNF в тканях сердца через сутки после действия ОНГ, а затем, на 7 и 14 сутки – снижение экспрессии. Так у самцов 1 группы экспрессия при 2 измерении повысилась на 12,7% (p=0,001), а при 3 и 4 измерениях понизилась на 3,3% и 5,4% соответственно от первоначального значения, а у самцов 2 группы экспрессия при 2 измерении повысилась на 9,1%, а при 3 и 4 измерениях понизилась на 3,7% и 3,5% соответственно от первоначального значения. При этом следует отметить, что при каждом измерении экспрессия мРНК гена BDNF в тканях мозга самцов 2 группы была незначительно ниже, чем у самцов 1 группы.
Установлено, что экспрессия мРНК гена HIF-1 a в тканях сердца самок крыс 1 и 2 групп сразу после действия ОНГ существенно повысилась, и в динамике на 1, 7 и 14 сутки установлено плавное снижение экспрессии мРНК гена HIF-1 a в тканях сердца: у самок 1 группы экспрессия снизилась на 4,9%, 21,3% (p=0,001) и на 33,9% (p=0,002) соответственно, а у самок 2 группы - снизилась на 10,6% (p=0,011), 18,3% (p=0,001) и 28,8% (p=0,003) соответственно. Также следует отметить, что при каждом измерении экспрессия мРНК гена HIF-1 a в тканях сердца самок 2 группы была ниже, чем у самок 1 группы: при 1 измерении - на 14,5% (p=0,001), при 2 измерении - на 19,5% (p=0,001), при 3 измерении - на 11,3% (p=0,028) и при 4 измерении -на 7,8%.
Экспрессия мРНК гена BDNF в тканях сердца самок крыс сразу после действия ОНГ существенно повысилась, и в динамике на 1, 7 и 14 сутки после воздействия ОНГ выявлен всплеск экспрессии мРНК гена BDNF в тканях мозга через сутки после действия ОНГ, а затем, на 7 и 14 сутки - снижение экспрессии. Так у самок 1 группы экспрессия при 2 измерении повысилась на 14,7% (p=0,001), а при 3 и 4 измерениях понизилась на 11,7% и 10,6% (p=0,002) соответственно от первоначального значения; у самок 2 группы экспрессия при 2 измерении повысилась на 12,0% (p=0,003), а при 3 и 4 измерениях понизилась на 5,9% и 11,4% (p=0,033) соответственно от первоначального значения. При этом следует отметить, что при каждом измерении экспрессия мРНК гена BDNF в тканях сердца самок 2 группы была ниже, чем у самок 1 группы на 4,2%, 6,5%, 9,2% (p=0,002) и 5,0% соответственно.
При сравнении показателей внутри каждой группы установлено, что экспрессия мРНК гена HIF-1 a в тканях сердца самцов 1 группы в каждом из четырёх измерений была ниже, чем у самок на 9,3% (p=0,002), 14,0% (p=0,001), 7,9% и 19,6% (p=0,031) соответственно. Экспрессия мРНК гена HIF-1 a в тканях сердца самцов 2 группы в 1, 2, 3 и 4
измерениях была ниже, чем у самок на 8,6% (p=0,001), 10,9% (p=0,024), 10,4% (p=0,001) и 17,7% (p=0,004) соответственно.
Экспрессия мРНК гена BDNF в тканях сердца самцов 1 группы в 1, 2, 3 и 4 измерениях была меньше, чем у самок на 9,8% (p=0,033), 11,8% (p=0,001), 18,8% (p=0,028) и на 3,7% соответственно. Экспрессия мРНК гена BDNF в тканях сердца самцов 2 группы в 1, 2 и 3 измерениях была меньше, чем у самок на 8,8% (p=0,001), 11,7% (p=0,021) и на 11,2% (p=0,001) соответственно, а при 4 измерении не отличалась от показателей 1 группы.
ОБСУЖДЕНИЕ
Наше исследование выявило фазный характер ответа антиоксидантной системы на острую нормобарическую гипоксию. Непосредственно после воздействия гипоксии в тканях сердца крыс наблюдался всплеск экспрессии генов Sod1, Cat и GSR, что было наиболее выражено у самок. В то же время уровень мРНК генa GPX1 достоверно снижался (также с преобладанием эффекта у самок). В последующие сроки наблюдения (1, 7 и 14 суток) показатели постепенно возвращались к исходным значениям, что указывает на стабилизацию системы.
Такая динамика отражает переход от первичного повреждения к адаптации. Резкое падение уровня АТФ и мощный выброс свободных радикалов в момент ОНГ провоцируют декомпенсацию: подавляется общая трансляция и может происходить деградация мРНК (что объясняет дефицит GPX1). Однако параллельно запускается защитный механизм: активация факторов HIF-1 и Nrf2. Это подготавливает клетки к последующей реоксигенации, предотвращая «окислительный взрыв» и обеспечивая выживание тканей в долгосрочном периоде».
В ходе исследования зафиксирована выраженная индукция транскрипционной активности гена HIF-1a в тканях сердца непосредственно после гипоксемического стимула. Выявленный половой диморфизм с преобладанием экспрессионного ответа у самок указывает на гендерноспецифическую реактивность системного метаболизма. Последующая регрессия уровня мРНК HIF-1a к 14-м суткам свидетельствует о завершении фазы срочной адаптации и стабилизации гомеостаза. Изменение транскрипционной активности гена HIF-1a и его концентрации выступает прямым индикатором изменения внутриклеточного парциального давления кислорода. В условиях дефицита оксигенации и нарастания пула активных форм кислорода происходит стабилизация этого белка, его транслокация в ядро и инициация генетической программы выживания. Напротив, восстанов- ление нормоксии запускает механизм ферментативного гидроксилирования HIF-1α с его последующей протеасомной деградацией, что обеспечивает прецизионную регуляцию кислородного гомеостаза.
Являясь универсальным регулятором, HIF-1 α координирует экспрессию обширного ансамбля генов-мишеней. Характер инициируемых им каскадов детерминирован параметрами воздействия, определяя баланс между активацией адаптационного резерва и запуском программ клеточной элиминации.
В ходе исследования выявлен выраженный половой диморфизм в модуляции нейротрофического обеспечения организма в ответ на ограничение оксигенации. У самок крыс зарегистрирована интенсивная индукция транскрипционной активности гена BDNF в тканях сердца непосредственно после воздействия, с формированием отставленного пика через 24 часа. У самцов данная реакция носила менее выраженный характер, что указывает на гендерно-специфический порог реактивности метаболизма. Последующее снижение уровня мРНК к 14-м суткам отражает завершение активной фазы репаративных процессов.
Широкий спектр клеточных источников BDNF (от нейронов и микроглии до эндотелиоцитов и гепатоцитов) определяет его роль как универсального регулятора, обеспечивающего дифференцировку, созревание и выживаемость клеточных популяций. В условиях гипоксемического стимула, эксайтотоксичности и гипогликемии нейротрофин реализует мощный цитопротекторный потенциал.
У детенышей крыс, рождённых от самок, получавших в течение беременности экстракт календу- лы лекарственной, в отношении экспрессии мРНК генов HIF-1α, BDNF и антиоксидантных ферментов установлена аналогичная животным 1 группы динамика, но амплитуды колебания экспрессии генов были выражены слабее, и к 14 суткам уровень экспрессии был сопоставим с показателями интактных крыс, что говорит о высокой биологической активности соединений, содержащихся в экстракте календулы. Дополнительная эмбриональная нагрузка экстрактом календулы способствовала нейтрализации пероксидов, интенсивно образующихся после ОНГ, что, в свою очередь, привело к снижению уровня экспрессии генов антиоксидантых ферментов и нормализации гомеостаза в целом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Антенатальная модуляция физиологического статуса потомства экстрактом календулы лекарственной эффективно нивелирует системные последствия дефицита оксигенации. Протекторный механизм реализуется через стабилизацию редокс-гомеостаза путём нейтрализации избыточной генерации активных форм кислорода, что предотвращает декомпенсацию антиоксидантного звена на уровне транскрипции. Данный эффект сопряжён с оптимизацией экспрессионного профиля ключевых регуляторов адаптации: стабилизация уровней мРНК HIF-1 α свидетельствует о нормализации кислородного сенсинга, а поддержание адекватной экспрессии мРНК BDNF обеспечивает сохранность нейротрофического ресурса, необходимого для реализации программ постнатального развития в условиях гипоксемического стимула.