Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Корсакова Н.В.

ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова»;
Чебоксарский филиал ФГАУ НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России

Особенности кровяного давления мышей с генетическим дефектом различных подтипов α1-адренорецепторов

Авторы:

Корсакова Н.В.

Подробнее об авторах

Журнал: Вестник офтальмологии. 2020;136(5): 103‑108

Просмотров: 792

Загрузок: 12

Как цитировать:

Корсакова Н.В. Особенности кровяного давления мышей с генетическим дефектом различных подтипов α1-адренорецепторов. Вестник офтальмологии. 2020;136(5):103‑108.
Korsakova NV. Features of blood pressure in mice with a genetic defect of different subtypes of α1-adrenoreceptors. Vestnik Oftalmologii. 2020;136(5):103‑108. (In Russ.).
https://doi.org/10.17116/oftalma2020136051103

?>

Все вегетативные функции в организме человека, в том числе и уровень кровяного давления, обеспечивает вегетативная нервная система, принимающая активное участие в поддержании нормальных обменных процессов в его тканях и органах [1—5]. Бесспорно важна сосудосуживающая функция α-адренорецепторов в регуляции системного артериального давления [1, 6—14]. Установлено, что α-адренорецепторы задействованы как в регулировании процессов функционирования нервной и сосудистой систем (таких как модуляция синаптической пластичности [15], уровня кровяного давления, диаметра просвета артериол, проницаемости сосудистой стенки), так и в обеспечении локальных моторных и трофических реакций, например, глазного яблока, инициируя сужение зрачка, регулируя гемодинамику глаза, объем секреции и скорость оттока внутриглазной жидкости, участвуя в поддержании циркадных ритмов внутриглазного давления и т.д. [7, 8, 10, 11, 16, 17]. В связи с этим важно помнить, что в настоящее время помимо повышенного внутриглазного давления глубоко изучаются и иные патогенетические факторы первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ) — пониженное системное кровяное давление, ухудшение глазного кровотока, а также сосудистая дисрегуляция, реперфузионное повреждение и оксидативный стресс тканей глазного яблока [3, 18, 19]. Однако остается практически не изученной роль отдельных подтипов α1-адренорецепторов (α1a-, α1b- и α1d-подтипы) в регуляции гемодинамики различных тканей организма, при этом участие названных подтипов α1-адренорецепторов в регуляции глазного и ретинального кровотока, проницаемости сосудистой стенки и диаметра зрачка уже описано [3, 4, 9, 20]. Кроме того, известно, что α2-адренорецепторы в регуляции гемодинамики заднего сегмента глаза участия не принимают и не способны модулировать его вазомоторную активность, при этом они демонстрируют свое активное участие в регуляции гидродинамики глаза с доказанной способностью к значительному снижению внутриглазного давления [21—24]. Таким образом, изучение роли подтипов α1-адренорецепторов в регуляции системного кровяного давления организма будет способствовать более глубокому изучению этиопатогенеза ПОУГ. Обоснованием высказанного предположения могут служить, например, недавно полученные сведения о значительных различиях уровня внутриглазного давления и количества ганглиозных клеток сетчатки у особых нокаутных мышей с генетическим дефектом по одному из названных выше подтипов α1-адренорецепторов [16, 25].

Цель исследования — выявить влияние α1a-, α1b- и α1d-подтипов адренорецепторов на уровень кровяного давления лабораторных мышей.

Материал и методы

Настоящее исследование выполнено на 36 лабораторных мышах-самцах (экспериментальная группа), имеющих генетический дефект одного из трех названных подтипов α1-адренорецепторов: α1a (15 мышей линии ADRA-1A), α1b (11 мышей линии ADRA-1B) и α1d (10 мышей линии ADRA-1D). Десять интактных лабораторных мышей-самцов линии C57Bl/6NTac такого же возраста включены в группу контроля. Указанные выше линии экспериментальных животных предоставлены Университетом имени Гутенберга (Майнц, Германия) в рамках совместного научного исследования, проведенного в 2015—2016 гг.

Все замеры системного кровяного давления произведены с помощью современной высокоточной неинвазивной системы измерения [26—28] CodaTM Standard (производитель Kent Scientific, США), рекомендованной Американской кардиологической ассоциацией для применения в экспериментальных исследованиях на животных, в том числе с генетическими дефектами [27]. Независимые исследования университетов Бостона, Нью-Йорка и других крупных исследовательских центров доказали, что значения кровяного давления, полученные с помощью данной неинвазивной системы, на 99% коррелируют с прямым инвазивным методом измерения кровяного давления (радиотелеметрия) при средней ошибке измерения равной или меньшей 0,25 мм рт.ст. [27, 29].

Животные контрольной и экспериментальной групп содержались в помещении вивария в одинаковых условиях. Температура воздуха в виварии, согласно разработанным рекомендациям [29], поддерживалась на уровне 26 °C. Измерение кровяного давления проведено в утренние часы в строго установленное время (суббота, с 08:00 до 09:00), длительность цикла производимых измерений у одного животного составила 15 мин, из которых 10 мин предназначены для адаптации животного. Кроме того, строго соблюдены рекомендации относительно температуры поддерживающего столика системы CodaTM Standard на уровне 35 °C в течение всего периода подготовки и измерения кровяного давления мыши. Также, следуя разработанным рекомендациям, в течение трех дней, предшествующих введению животных в эксперимент (среда, четверг, пятница), проведены обучающие тренировки выделенных лабораторных животных с целью их максимально полной адаптации к условиям измерения [29]. Кровяное давление каждого отдельного животного измерено десятикратно.

Методы статистической обработки. Для математической обработки статистических данных применена программа Statistica 6.0 («StatSoft Inc.2, США). Полученные цифровые данные измерения уровня кровяного давления представлены в формате: M±m, где M — среднее арифметическое значение, а m — стандартная ошибка среднего арифметического. Статистическая достоверность результатов определена с помощью критерия Стьюдента.

Проведенная работа с лабораторными животными осуществлена в соответствии с принципами Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации и «Принципами надлежащей лабораторной практики» (национальный стандарт РФ ГОСТ Р 53434—2009).

Результаты исследования

Выявленные во всех трех экспериментальных группах особенности кровяного давления нокаутных мышей линий ADRA-1A, ADRA-1B и ADRA-1D в сравнении с интактными мышами линии C57Bl/6NTac из контрольной группы животных представлены в таблице.

Особенности кровяного давления интактных и нокаутных мышей линий ADRA-1A, ADRA-1B и ADRA-1D в утренние часы

Линия лабораторных мышей

Среднее кровяное давление, мм рт.ст.

Среднее пульсовое давление, мм рт.ст.

Диапазон абсолютных значений пульсового давления, мм рт.ст.

систолическое

диастолическое

C57Bl/6NTac (интактные мыши)

124,74±3,24

98,56±2,93

26,18±3,09

От 23,09 до 29,27 (6,18)

ADRA-1A

92,70±4,64*

62,30±3,12*

30,40±3,88*

От 26,52 до 34,28 (7,76)

ADRA-1B

95,51±3,78*

65,13±2,26*

30,38±3,02*

От 27,36 до 33,40 (6,04)

ADRA-1D

80,85±4,04*

58,32±2,92*

22,53±3,48*

От 19,05 до 26,01 (6,96)

Примечание. *p<0,05 (при сравнении линий нокаутных мышей с интактными).

Установлено, что среднее значение кровяного систолического давления исследованных интактных мышей контрольной группы (линия C57Bl/6NTac) составило 124,74±3,24 мм рт.ст., а среднее значение кровяного диастолического давления у мышей этой же группы в среднем равно 98,56±2,93 мм рт.ст.

Систолическое кровяное давление нокаутных мышей линии ADRA-1A в сравнении с показателями контроля было достоверно ниже и зарегистрировано в среднем на уровне 92,70±4,64 мм рт.ст. Диастолическое кровяное давление нокаутных мышей линии ADRA-1A также было достоверно ниже, чем у мышей контрольной группы, и составило в среднем 62,30±3,12 мм рт.ст.

Среднее систолическое и диастолическое кровяное давление нокаутных мышей линии ADRA-1B также достоверно ниже аналогичных показателей интактных мышей и равно 95,51±3,78 и 65,13±2,26 мм рт.ст. соответственно.

Самые низкие достоверно значимые уровни среднего систолического и диастолического кровяного давления установлены в экспериментальной группе нокаутных мышей линии ADRA-1D — 80,85±4,04 и 58,32±2,92 мм рт.ст. соответственно.

Важно отметить, что значения среднего пульсового давления (разница между средним уровнем систолического и диастолического кровяного давления) у исследованных экспериментальных мышей линий ADRA-1A, ADRA-1B и ADRA-1D в сопоставлении с показателями интактных мышей группы контроля (линия C57Bl/6NTac) также имеют существенные отличия и составляют: 30,40±3,88; 30,38±3,02 и 22,53±3,48 мм рт.ст. соответственно; среднее значение пульсового давления интактных мышей контрольной группы (линия C57Bl/6NTac) составило 26,18±3,09 мм рт.ст.

Установлен и диапазон абсолютных значений уровня пульсового давления (разница между наибольшим уровнем систолического и наименьшим уровнем диастолического давления) животных во всех изучаемых группах, который составил в группе контроля 6,18 мм рт.ст. При этом достоверно наибольший диапазон абсолютных значений уровня пульсового давления выявлен у мышей линии ADRA-1A (7,76 мм рт.ст.), а достоверно наименьший — у мышей линии ADRA-1B (6,04 мм рт.ст.).

Таким образом, изученные нокаутные мыши в сравнении с контролем обладают, кроме достоверно более низкого уровня систолического и диастолического кровяного давления, существенно отличающимися характеристиками среднего пульсового давления (у мышей линий ADRA-1A и ADRA-1B достоверно повышено, а у мышей линии ADRA-1D — понижено), а также значительными отличиями диапазона зафиксированных абсолютных значений пульсового давления (наибольший диапазон — у мышей линии ADRA-1A, наименьший — у мышей линии ADRA-1B).

Обсуждение

Из научной литературы известно, что участие α-адренорецепторов в регуляции функций нервной системы организма, его кровяного давления, гемо- и гидродинамики при определенных условиях способствует возникновению реперфузионного повреждения тканей организма [4, 20, 30].

В связи с этим важно обратить внимание на выявленные в настоящем исследовании различия в диапазоне абсолютных значений уровня пульсового давления изученных групп животных (при разных условиях функционирования симпатического отдела вегетативной нервной системы), патогенетическое значение которых в развитии ПОУГ подтверждено и другими исследованиями [2, 4, 31].

Также известно, что в развитии возрастных сосудистых заболеваний, например, миокарда, головного мозга, глаза (таких как инфаркт миокарда, инсульт, ПОУГ и др.) большое значение имеет не только уровень кровяного давления, но и нестабильность гемодинамических показателей, которая провоцирует прогрессирующую гибель клеток вследствие запускаемого в них механизма реперфузионного повреждения [2—4, 20].

Вспомним, что каждая клетка, ткань, орган или живой организм должны постоянно приспосабливаться к различным условиям среды для выживания в ходе эволюции. При этом регуляция сосудистого тонуса даже в интактном организме на разных уровнях сосудистого ложа (крупные и мелкие артерии, капилляры, вены) имеет особые механизмы [1, 7, 9, 10, 11]. В условиях, когда местная регуляция сосудистого тонуса не осуществляется в полном соответствии с потребностями органа или ткани, возникает сосудистая дисрегуляция. Например, генетически обусловленная первичная сосудистая дисрегуляция создает условия для возникновения парадоксальных сосудистых реакций на предъявляемые раздражители (например, эмоциональный, механический, термический стресс, холод, жажду и др.) [3, 4, 8, 32, 33]. Молекулярные механизмы развития первичной сосудистой дисрегуляции окончательно не установлены, однако доказано, что организм, функционирующий в условиях первичной сосудистой дисрегуляции, имеет более низкое артериальное давление (особенно в период сна), более высокое пульсовое давление и выраженные резкие перепады уровня артериального давления [7—11, 20].

Очевидно, что генетически обусловленный дефект рецепторной обеспеченности организма, в том числе и сосудов, проявляющийся периодически возникающей нестабильностью общего и регионарного кровоснабжения, вызывает и согласованное с ней (также периодическое) реперфузионное повреждение кровоснабжаемой ткани. При этом сопутствующее реперфузионному повреждению ткани увеличение продукции активных форм кислорода приводит к развитию хронического оксидативного стресса (особенно в митохондриях), что вызывает прежде всего повреждение всех частей клетки, а в дальнейшем способно приводить либо к ремоделированию данной ткани, либо к ее гибели, становясь морфологическим проявлением развивающего дистрофического процесса, в том числе и возрастного [1, 4, 34].

Выявленные особенности кровяного давления нокаутных мышей-самцов линий ADRA-1A, ADRA-1B и ADRA-1D в утренние часы позволили сделать следующие выводы:

1. Уровень систолического и диастолического кровяного давления у нокаутных мышей линий ADRA-1A, ADRA-1B и ADRA-1D всех трех экспериментальных групп достоверно ниже, чем у интактных мышей контрольной группы.

2. Уровень среднего пульсового давления у нокаутных мышей линий ADRA-1A и ADRA-1B достоверно выше, а у мышей линии ADRA-1D — ниже, чем у интактных.

3. Диапазон абсолютных значений пульсового давления у нокаутных мышей линии ADRA-1A — наибольший, а у мышей линии ADRA-1B — наименьший.

4. Для мышей линии ADRA-1A характерны умеренно пониженное систолическое и диастолическое кровяное давление, максимально высокое значение среднего пульсового давления, а также наибольшие колебания абсолютных значений пульсового давления в сравнении с другими изученными линиями мышей.

5. Для мышей линии ADRA-1B характерны наиболее высокие уровни систолического и диастолического кровяного давления среди всех изученных линий мышей с генетическими дефектами α1-адренорецепторов.

6. Для мышей линии ADRA-1D характерны наименьшее систолическое и диастолическое кровяное давление и минимальные значения среднего пульсового давления в сравнении с другими изученными линиями мышей.

Заключение

Полученные результаты подтверждают важность модулирующих влияний вегетативной нервной системы и свидетельствуют о специфическом вкладе α1a-, α1b- и α1d-подтипов адренорецепторов в регуляцию уровня кровяного давления, поддержание стабильности гемодинамики, а также о потенциально важной роли прежде всего α1a-подтипа адренорецепторов в патогенезе возрастных дистрофических заболеваний (например, ПОУГ), связанных с развитием реперфузионного и хронического оксидативного повреждения тканей, что требует дальнейшего более глубокого изучения. Кроме того, можно предположить, что преобладание в организме одних подтипов α1-адренорецепторов и отсутствие (или недостаточная экспрессия) других подтипов могут лежать в основе развития первичной сосудистой дисрегуляции.

Благодарность

Работа выполнена при поддержке Германской службы академических обменов (DAAD) и Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках программы академического обмена (соглашение с исследователем № 91578056). Автор выражает благодарность своему коллеге A. Gericke за помощь в организации экспериментов.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

The author declares no conflicts of interest.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail