Исследование метаболических нарушений у крыс при воздействии гипобарической гипоксии и разработка подходов коррекции путём одновременного воздействия на разные звенья патогенеза
- Авторы: Сёмина И.И.1, Байчурина А.З.1, Шиловская Е.В.1, Тихонова Н.А.2, Никитин Д.О.1, Бегичева Е.В.3, Овчинникова А.Г.1
-
Учреждения:
- Казанский государственный медицинский университет
- Госпиталь для ветеранов войн
- Республиканская клиническая больница
- Выпуск: Том 102, № 5 (2021)
- Страницы: 654-662
- Тип: Экспериментальная медицина
- Статья получена: 17.03.2021
- Статья одобрена: 18.08.2021
- Статья опубликована: 13.10.2021
- URL: https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/63559
- DOI: https://doi.org/10.17816/KMJ2021-654
- ID: 63559
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Цель. Исследовать показатели метаболических изменений в крови и структурах мозга крыс после воздействия гипобарической гипоксии и определить возможные фармакологические пути коррекции этих изменений.
Методы. Гипобарическую гипоксию у крыс моделировали в течение 30 мин в барокамере, имитируя подъём на высоту 8500 м. Через 3 и 24 ч после гипоксии в сыворотке крови определяли активность аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, щелочной фосфатазы, креатинфосфокиназы, лактатдегидрогеназы, содержание глюкозы, общего белка, триглицеридов, холестерина, β-липопротеидов, железа, мочевой кислоты. В гиппокампе и фронтальной коре мозга исследовали уровень малонового диальдегида. Изучение влияния на эти показатели 2-хлорэтокси-арил-диметил-аминофенилфосфорил-ацетогидразида (1 мг/кг) и пирацетама (100 мг/кг) осуществляли при их внутрибрюшинном введении за 40 мин до гипоксии и через 1 ч после извлечения крыс из барокамеры. Статистическую обработку проводили с использованием программы GraphPad prism 8.0.1 с вычислением t-критерия Стьюдента.
Результаты. Гипобарическая гипоксия вызывала у крыс развитие гиперферментемии и дисдипидемии — через 3 ч в сыворотке крови крыс повышалась активность практически всех исследуемых ферментов, уменьшалось содержание триглицеридов и увеличивалась концентрация холестерина; в гиппокампе и фронтальной коре мозга возрастало содержание малонового диальдегида. Через 24 ч после гипоксии был отмечен повышенный уровень креатинфосфокиназы в сыворотке крови и малонового диальдегида в структурах мозга. Применение 2-хлорэтокси-арил-диметил-аминофенилфосфорил-ацетогидразида предупреждало развитие гиперферментемии, дислипидемии и корригировало повышенный через 24 ч уровень креатинфосфокиназы; при обоих режимах введения снижало содержание малонового диальдегида. Пирацетам проявил небольшой эффект только при профилактическом введении, предотвращая повышение в крови активности щелочной фосфатазы и уровня холестерина.
Вывод. Выявленная эффективность 2-хлорэтокси-арил-диметил-аминофенилфосфорил-ацетогидразида и изученный ранее его комплексный механизм действия дают основание рассматривать этот препарат как потенциальное лекарственное средство для профилактики гипоксических нарушений и ускорения адаптации к высотной гипоксии.
Полный текст
Об авторах
Ирина Ивановна Сёмина
Казанский государственный медицинский университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: seminai@mail.ru
Россия, г. Казань, Россия
Африда Загитовна Байчурина
Казанский государственный медицинский университет
Email: seminai@mail.ru
Россия, г. Казань, Россия
Елена Владимировна Шиловская
Казанский государственный медицинский университет
Email: seminai@mail.ru
Россия, г. Казань, Россия
Надия Анверовна Тихонова
Госпиталь для ветеранов войн
Email: seminai@mail.ru
Россия, г. Казани, Россия
Дмитрий Олегович Никитин
Казанский государственный медицинский университет
Email: seminai@mail.ru
Россия, г. Казань, Россия
Екатерина Владимировна Бегичева
Республиканская клиническая больница
Email: seminai@mail.ru
Россия, г. Казань, Россия
Амина Гаязовна Овчинникова
Казанский государственный медицинский университет
Email: seminai@mail.ru
Россия, г. Казань, Россия
Список литературы
- Зарубина И.В. Современные представления о патогенезе гипоксии и её фармакологической коррекции. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2011; 9 (3): 31–48.
- Chen P.S., Chiu W.T., Hsu P.L., Lin S.C., Peng I.C., Wang C.Y., Tsai S.J. Pathophysiological implications of hypoxia in human diseases. J. Biomed. Sci. 2020; 27 (1): 63–81. doi: 10.1186/s12929-020-00658-7.
- Woods D.R., O’Hara J.P., Boos C.J., Hodkinson P.D., Tsakirides C., Hill N.E., Jose D., Hawkins A., Phillipson K., Hazlerigg A., Arjomandkhah N., Gallagher L., Holdsworth D., Cooke M., Donald N., Green C., Mellor A. Markers of physiological stress during exercise under conditions of normoxia, normobaric hypoxia, HH, and genuine high altitude. Eur. J. Appl. Physiol. 2017; 117 (5): 893–900. doi: 10.1007/s00421-017-3573-5.
- Wang X.B., Hou Y., Li Q.Y., Li X., Wang W., Ai X., Kuang T., Chen X., Zhang Y., Zhang J., Hu Y., Meng X. Rhodiola crenulata attenuates apoptosis and mitochondrial energy metabolism disorder in rats with HH-induced brain injury by regulating the HIF-1α/microRNA 210/ISCU1/2(COX10) signaling pathway. J. Ethnopharmacol. 2019; 241: 111801. doi: 10.1016/j.jep.2019.03.028.
- Hernández R., Blanco S., Peragón J., Pedrosa J.Á., Peinado M.Á. Hypobaric hypoxia and reoxygenation induce proteomic profile changes in the rat brain cortex. Neur. Mol. Med. 2013; 15 (1): 82–94. doi: 10.1007/s12017-012-8197-7.
- Li N., Li Q., Bai J., Chen K., Yang H., Wang W., Fan F., Zhang Y., Meng X., Kuang T., Fan G. The multiple organs insult and compensation mechanism in mice exposed to hypobaric hypoxia. Cell. Stres. Chaperon. 2020; 25: 779–791. doi: 10.1007/s12192-020-01117-w.
- Воронина Т.А. Антиоксиданты/антигипоксанты — недостающий пазл эффективной патогенетической терапии пациентов с COVID-19. Инфекц. бол. 2020; 18 (2): 97–103. doi: 10.20953/1729-9225-2020-2-97-102.
- Сёмина И.И., Тихонова Н.А., Байчурина А.З., Тарасова Р.И., Павлов В.А., Гараев Р.С., Шиловская Е.В. Нейропротективное действие КАПАХ, представителя нового класса ноотропов — неантихолинэстеразных фосфорорганических соединений. Вест. РАМН. 1999; (3): 32–36.
- Сёмина И.И., Байчурина А.З. Разработка новых потенциальных лекарственных средств с психотропной активностью среди фосфорилацетогидразидов и других производных фосфорилированных карбоновых кислот — приоритетное направление казанской школы психофармакологов. Казанский мед. ж. 2016; 97 (1): 148–155. doi: 10.17750/KMJ2016-148.
- Лосев А.С., Алыбаев А.М., Карпова Т.Д. Восстановление после острой гипобарической гипоксии как метод изучения антигипоксической активности химических соединений. В сб.: Фармакологическая регуляция состояний дезадаптации. М.: АМН СССР. 1986; 54–67.
- Стальная И.Д., Гаршвили Т.Г. Определение малонового диальдегида (МДА) в биохимии. М.: Медицина. 1977; 66–68.
- Liu P., Zou D., Chen K., Zhou Q., Gao Y., Huang Y., Zhu J., Zhang Q., Mi M. dihydromyricetin improves hypobaric hypoxia-induced memory impairment via modulation of SIRT3 signaling. Mol. Neurobiol. 2016; 53: 7200–7212. doi: 10.1007/s12035-017-0399-4.
- Bärtsch P., Swenson E.R. Acute high-altitude illnesses. N. Engl. J. Med. 2013; 368 (24): 2294–2302. doi: 10.1056/NEJMcp1214870.
- Xi D., Zhang R., Ye S., Liu F., Jiang P., Yu X., Xu J., Ma L., Cao H., Shen Y., Lin F., Wang Z., Li C. Alterations of human plasma proteome profile on adaptation to high-altitude. J. Proteome Res. 2019; 18 (5): 2021–2031. doi: 10.1021/acs.jproteome.8b00911.
- Каркищенко Н.Н., Каркищенко В.Н., Шустов Е.Б., Капанадзе Г.Д., Ревякин А.О., Семёнов Х.Х., Болотова В.Ц., Дуля М.С. Теоретические основы фармакологических эффектов антигипоксантов. В кн.: Биомедицинское (доклиническое) изучение антигипоксической активности лекарственных средств. М.: НЦБТ ФМБА. 2017; 97 c.
- Gangwar A., Sharma M., Singh K., Patyal A., Bhaumik G., Bhargava K., Sethy N.K. Intermittent normobaric hypoxia facilitates high altitude acclimatization by curtailing hypoxia-induced inflammation and dyslipidemia. Eur. J. Physiol. 2019; 471 (7): 949–959. doi: 10.1007/s00424-019-02273-4.
- Mylonis I., Simos G., Paraskeva E. Hypoxia-inducible factors and the regulation of lipid Metab. Cells. 2019; 8 (3): 214–240. doi: 10.3390/cells8030214.
- Hou Y., Wang X., Chen X., Zhang J., Ai X., Liang Y., Yu Y., Zhang Y., Meng X., Kuang T., Hu Y. Establishment and evaluation of a simulated high-altitude hypoxic brain injury model in SD rats. Mol. Med. Rep. 2019; 19: 2758–2766. doi: 10.3892/mmr.2019.9939.
- Bong S.M., Moon J.H., Nam K.H., Lee K.S., Chi Y.M., Hwang K.Y. Structural studies of human brain-type creatine kinase complexed with the ADP-Mg2+-NO3 — creatine transition-state analogue complex. FEBS lett. 2008; 582 (28): 3959–3965. doi: 10.1016/j.febslet.2008.10.039.
- Сёмина И.Г., Сёмина И.И., Азанчеев Н.М., Шиловская Е.В., Тарасова Р.И., Павлов В.А., Ильясов А.В., Федотов В.Д. К вопросу и мембранных механизмах действия ноотропных препаратов. Биол. мембр. 2001; 18 (5): 363–369.
- Li Y., Zhang Y., Zhang Y. Research advances in pathogenesis and prophylactic measures of acute high altitude illness. Resp. Med. 2018; 145: 145–152. doi: 10.1016/j.rmed.2018.11.004.
- Singh A., Kukreti R., Saso L., Kukreti S. Oxidative stress: a key modulator in neurodegenerative diseases. Molecules. 2019; 24 (8): 1583–1603. doi: 10.3390/molecules24081583.
- Востриков В.В. Место пирацетама в современной клинической практике. Обзор. клин. фарм. лек. терап. 2017; 15 (1): 14–25. doi: 10.17816/RCF15114-25.
Дополнительные файлы
