Влияние прерывистой гипобарической гипоксии на экспрессию HIF-1 и морфофункциональные изменения в миокарде
Автор: Балыкин Михаил Васильевич, Сагидова Светлана Александровна, Жарков Александр Владимирович, Айзятулова Екатерина Дмитриевна, Павлов Денис Анатольевич, Антипов Игорь Викторович
Журнал: Ульяновский медико-биологический журнал @medbio-ulsu
Рубрика: Физиология
Статья в выпуске: 2, 2017 года.
Бесплатный доступ
Цель - оценить экспрессию Hif-1α, активность свободнорадикального окисления и морфофункциональные изменения в миокарде на разных этапах адаптации к прерывистой гипобарической гипоксии. Материалы и методы. Исследование проводилось на 96 крысах-самцах линии «Вистар». Прерывистую гипоксию (ПГГ) воспроизводили в барокамере (Рв - 330 мм рт. ст.) по схеме: 5 мин - снижение Рв, 10 мин - пребывание в гипобарии, 5 мин - повышение Рв, 5 мин - пребывание в условиях нормоксии (3 гипобарических цикла ежедневно, 6 раз в неделю на протяжении 30 сут). Во время ПГГ в миокарде определяли экспрессию Hif-1α (ПЦР), активность малонового диальдегида, супероксиддисмутазы, каталазы и глутатион-S-трансферазы (спектрофотометрия). Морфометрию капилляров и волокон миокарда проводили на гистологических препаратах после посмертной инъекции кровеносного русла контрастом (световая микроскопия). Результаты. Установлено, что во время ПГГ возникает артериальная гипоксемия (PaO2 - 52,0-57,5 мм рт. ст.) на фоне смешанного метаболического и респираторного ацидоза (1-е сут) и компенсированного респираторного алкалоза (15-30-е сут). Во время сеансов ПГГ аккумуляция Hif-1α в миокарде возрастает в 11,6; 6,4 и 2,7 раза на 1, 15, 30-е сут адаптации. На 1-15-е сут ПГГ активируются процессы ПОЛ (увеличение МДА), повышается активность каталазы и глутатион-S-трансферазы. В последующий период (30-е сут) активность ПОЛ снижается, а ферментов антиоксидантной защиты (СОД, МДА, глутатион-S-трансферазы) повышается. Адаптация к ПГГ приводит к повышению общего числа капилляров на единицу поверхности миокарда (14,0 и 19,8 %) на 15-е и 30-е сут эксперимента. Заключение. ПГГ сопровождается экспрессией Hif-1α, активацией процессов ПОЛ, возникновением реактивных морфофункциональных изменений в миокарде во время первого гипоксического сеанса; на 15-30-е сут экспрессия Hif-1α и активность ПОЛ снижаются при повышении активности системы антиоксидантной защиты, увеличении васкуляризации сердца.
Гипоксия, крысы, адаптация, миокард, перекисное окисление липидов, капилляры
Короткий адрес: https://sciup.org/14113268
IDR: 14113268 | DOI: 10.23648/UMBJ.2017.26.6227
Список литературы Влияние прерывистой гипобарической гипоксии на экспрессию HIF-1 и морфофункциональные изменения в миокарде
- Eckle T., Köhler D., Lehmann R., El Kasmi K., Eltzschig H.K. Hypoxia-inducible factor-1 is central to cardioprotection: a new paradigm for ischemic preconditioning. Circulation. 2008; 118: 166-175.
- Лишманов Ю.Б., Маслов Л.Н., Семенцов А.С., Нарыжная Н.В., Цибульников С.Ю. Стресс-и инфаркт-лимитирующий эффекты раннего гипоксического прекондиционирования. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2015; 101 (9): 1013-1021.
- Shimoda L.A., Laurie S.S. HIF and pulmonary vascular responses to hypoxia. J. of Appl. Physiol. 2014; 116 (7): 867-874.
- Heusch G. Molecular basis of cardioprotection signal transduction in ischemic pre-, post-, and remote conditioning. Circ. Res. 2015; 116 (4): 674-699.
- Колчинская А.З., Цыганова Т.Н., Остапенко Л.А. Нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка в медицине и спорте. М.; 2003. 407.
- Серебровская Т.В., Шатило В.Б. Опыт использования интервальной гипоксии для предупреждения и лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы. Обзор. Журн. кровообiг та гемостаз. 2014; 1-2: 16-33.
- Бочаров М.И. Реакция гемодинамики человека на разные по величине гипоксические воздействия. Ульяновский медико-биологический журнал. 2012; 3: 138-145.
- Балыкин М.В., Сагидова С.А., Макаева Р.Ш. Изменение газового состава крови и реакции сосудов микрогемоциркуляции в сердце под влиянием прерывистой гипобарической гипоксии. Вестник Тверского государственного университета. Сер. Биология и экология. 2012; 18 (14): 9-15.
- Серебровская Т.В. Новая стратегия в лечении болезней: гипоксия-индуцируемый фактор. Вестник Международной академии наук (Русская секция). 2006; 1: 29-31.
- Semenza G.L. Oxygen sensing, hypoxia-inducible factors, and disease pathophysiology. Ann. Rev. Pathol. 2014; 9: 47-71.
- Портниченко А.Г., Носарь В.И., Портниченко А.Г., Древицкая Т.И., Мидоренко А.М., Маньковская И.Н. Фазовые изменения энергетического метаболизма при периодической гипоксии. Фiзiол. журн. 2012; 58 (4): 3-12.
- Лукьянова Л.Д., Кирова Ю.И., Сукоян Г.В. Новое о сигнальных механизмах адаптации к гипоксии и их роли в системной регуляции. Патогенез. 2011; 9 (3): 4-14.
- Маслов Л.Н., Нарыжная Н.В., Подоксенов Ю.К., Прокудина Е.С., Горбунов А.С., Жанг И., Пей Ж.-М. Активные формы кислорода -триггеры и медиаторы повышения устойчивости сердца к действию ишемии -реперфузии. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2015; 101 (1): 3-24.
- Sеmenza G.L. HIF-1 and mechanisms of hypoxia sensing. Curr. Opin. Cell. Biol. 2001; 13: 167-171.
- Semenza G.L. Hypoxia-inducible factors in physiology and medicine. Cell. 2012; 148 (3): 399-408.
- Левина А.А., Макешова А.Б., Мамукова Ю.И., Романова Е.А., Сергеева А.И., Казюкова Т.В. Регуляция гомеостаза кислорода. Фактор, индуцированный гипоксией (HIF), и его значение в гомеостазе кислорода. Педиатрия. 2009; 87 (4): 92-97.
- Балыкин М.В., Каркобатов Х.Д. Системные и органные механизмы кислородного обеспечения организма в условиях высокогорья. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2012; 98 (1): 127-136.
- Карпищенко А.И. Медицинские и лабораторные технологии и диагностика. СПб.: Интермедика; 1999: 27-28.
- Holmes D.I., Zachary I. The vascular endothelial growth factor (VEGF) family: angiogenic factors in health and disease. Genome Biol. 2005; 6 (2): 209.
- Новиков В.Е., Левченкова О.С. Гипоксией индуцированный фактор (HIF-1α) как мишень фармакологического воздействия. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2013; 11 (2): 8-16.
- Нефедова Н.А., Давыдова С.Ю. Роль сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) и гипоксия-индуцибельного фактора (HIF) в опухолевом ангиогенезе. Современные проблемы науки и образования. 2015; 3: 51.
- Гончар О.А., Розова Е.В. Влияние разных режимов интервальных гипоксических тренировок на морфологические характеристики и антиоксидантный статус тканей сердца и легких. Бюл. экс-пер. биол. и мед. 2007; 144 (8): 216-220.
