Научно-практический журнал
[О компании] Издательство 'Цитокины и воспаление' - Журнал 'Цитокины и Воспаление'

197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, д. 12,
Институт экспериментальной медицины РАМН
Тел.: (812) 543 52 14, +7 921 984 11 30, +7 921 909 55 49
Факс: (812) 543 52 14
E-mail:
Web: www.cytokines.ru


  


2016 год
1 номер 2 номер

О Журнале

Текущий год
Архив

Рубрики
Подписка

NEW Книжная полка
NEW Стол заказов

Карта сайта
Правила для авторов

Поиск

Контакты
Наши партнеры:

Русский языкEnglish language
Карта сайта Написать письмо, наши координаты

Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья

Журнал 'Цитокины и воспаление', 2014, № 2

Заказать этот номер

Заказать эту статью в PDF

Оригинальные статьи

Номер 2'2014

ВЛИЯНИЕ РЕЦЕПТОРНОГО АНТАГОНИСТА ИНТЕРЛЕЙКИНА-1 НА СООТНОШЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТИОЛ-ДИСУЛЬФИДНОЙ СИСТЕМЫ, ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ МОДИФИКАЦИИ БЕЛКОВ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МЕТАБОЛИЗМА В КЛЕТКАХ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС НА ФОНЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГИПЕРГЛИКЕМИИ И ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ИШЕМИИ

Э.В. Супрун, А.М. Ищенко, А.С. Симбирцев, И.Ф. Беленичев, А.С. Супрун

Изучено влияние рецепторного антагониста интерлейкина-1 (РАИЛ-1) (7,5 мг/кг) на постгипоксические изменения ткани мозга (показатели тиол-дисульфидной системы, окислительной модификации белков и энергетического метаболизма) в условиях моделирования аллоксанового сахарного диабета и двухстороннего фотоиндуцированного тромбоза сосудов у крыс. Установлено, что постишемическое поражение ткани головного мозга экспериментальных животных на двух моделях сопровождалось дискордантными смещениями компонентов тиол-дисульфидной системы (повышение уровней окисленных форм глутатиона и тиолов на фоне резкого снижения их восстановленных форм, а также снижение активности энзимов тиол-дисульфидной системы – глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы) и пула макроэргических фосфатов (снижение уровней АТФ и АДФ на фоне выраженного повышения показателей АМФ), а также увеличением в гомогенате мозга маркеров окислительной модификации белков – АФГ и КФГ. Обнаружены отличия в динамике изменений исследованных показателей в условиях экспериментального сахарного диабета и фокального инсульта. Доказано, что курсовое введение РАИЛ-1 способствовало стабилизации тиол-дисульфидного равновесия, нормализации активности глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы, а также показателей знергетического метаболизма и окислительной модификации белков в ткани головного мозга крыс с экспериментальным сахарным диабетом и фокальным инсультом. (Цитокины и воспаление. 2014. Т. 13. № 2. С. 82–88.)

Ключевые слова: интерлейкин-1, IL-1ra, экспериментальный аллоксановый сахарный диабет, экспериментальный фокальный инсульт, тиол-дисульфидная система.

Расстройства мозгового кровообращения – одна из наиболее актуальных проблем современной неврологии, учитывая высокую распространенность этой патологии среди населения всех развитых стран. Цереброваскулярные заболевания (ЦВЗ) – патологические состояния, приводящие к нарушениям кровообращения в мозге. Среди основных причин летальности и стойкой утраты трудоспособности следует выделить такие ишемические цереброваскулярные заболевания как острое нарушение мозгового кровообращения, или инсульт, и цереброваскулярную болезнь как проявление диабетических макроангиопатий при сахарном диабете. Так, заболеваемость инсультом составляет 2,5–3,0 случая на 1000 населения в год, при этом около трети пациентов погибает в остром периоде заболевания, а среди выживших после инсульта не менее 75% имеют стойкую инвалидность [12]. Распространенность сахарного диабета 2 типа (СД2), на долю которого приходится до 95% всех случаев СД, высока на всех континентах и в различных возрастных и расовых популяциях. С каждым годом количество больных увеличивается на 6-7% и на сегодняшний день их численность составляет от 2 до 4% всего населения земного шара [14]. Относительный риск развития инсульта у лиц с СД2 в 1,8–6 раз выше по сравнению с лицами без СД. В исследовании MRFIT риск смерти от инсульта среди пациентов с СД был в 2,8 раза выше по сравнению с пациентами без СД, при этом риск смерти от ишемического инсульта был выше в 3,8 раза, от субарахноидального кровоизлияния – в 1,1 раза и от внутримозгового кровоизлияния – в 1,5 раза [3].

В настоящее время во всем мире накоплены доказательства того, что эффективный контроль СД определяет продолжительность жизни больного и его работоспособность, а также может свести к минимуму развитие многих связанных с ним осложнений. Высокая частота осложнений СД обусловлена нарушениями тканевого метаболизма с повреждением микрокапиллярного русла органов, что приводит к формированию мультиорганной патологии. При СД дефицит инсулина приводит к нарушениям обмена углеводов, жиров и белков, провоцирует гипергликемию, инсулинорезистентность и энергодефицит, активацию синтеза активных форм кислорода, свободных радикалов и продуктов перекисного окисления липидов, т.е. формирует патофизиологическую картину оксидантного стресса. Оксидантный стресс, в свою очередь, приводит к повышению адгезии лейкоцитов, агрегации тромбоцитов и формированию эндотелиальной дисфункции. Метаболическая диабетическая эндотелиальная дисфункция является пусковым механизмом развития ангиопатий, в том числе неврологических осложнений СД: микро и макроангиопатий, энцефалопатий, нарушений мозгового кровообращения, дистальных невропатий [15]. При этом сосудистые изменения вызывают ишемически/гипоксические тканевые расстройства, а метаболические нарушения приводят к непосредственно повреждению и гибели клеточных структур ЦНС и периферической нервной системы. Это приводит к изменениям функционально-метаболического состояния клеток, которые характеризуются развитием митохондриальной дисфункции, энергетического дефицита и развитием биоэнергетической (тканевой) гипоксии [9]. Таким образом, при СД метаболические и сосудистые расстройства взаимно потенцируют собственные патофизиологические возействия и замыкают порочный круг полиорганного поражения организма – усугубляются процессы поражения сосудистой стенки и тканей с высоким метаболизмом, что делает неизбежным раннее развитие неврологических осложнений. Поэтому главной задачей эффективной терапии СД является блокирование взаимообусловленных механизмов прогрессирования СД – сосудистых, метаболических и феномена оксидативного стресса, в связи с чем все большее внимание уделяется препаратам с антиоксидантным действием.

Для антиоксидантной системы важное значение имеют окислительно-восстановительные реакции, в ходе которых тиоловые группы легко окисляются с образованием, как правило, дисульфидных группировок, и вновь регенерируют при их восстановительном расщеплении – обратимая тиол-дисульфидная система (ТДС). Интермедиаты ТДС обладают транспортными свойствами в отношении оксида азота (NO), тем самым повышая его биодоступность, кроме того многие тиолы – глутатион, цистенин, метионин способны значительно ограничивать цитотоксичность NO и его дериватов, увеличивая шанс нейрона выжить при ишемии [7].

При церебральном инсульте развитие нейродегенеративных изменений и тяжесть состояния пациентов зависит от повреждающего действия ишемии, которое определяется глубиной и длительностью снижения мозгового кровотока. Снижение поступления молекулярного кислорода в нейроны стимулирует образование активных форм кислорода, которые инициируют процессы свободно-радикального окисления – перекисного окисления липидов, окислительной модификациии белка (ОМБ) и активизации системы NO – на фоне снижения активности антиоксидантной системы [2]. Особое значение среди механизмов вторичного повреждения ткани мозга имеют реакции локального воспаления вокруг зоны «ядра» инфаркта, а именно резкий подъем уровней провоспалительных медиаторов, которые определяют степень выраженности воспалительной реакции, условия для немедленной или отсроченной гибели клеток вокруг первичного некроза и размеры окончательного постишемического дефекта мозга [13].

К веществам, обеспечивающим в очаге ишемии/гипоксии как повреждающее действие, так и систему жизнеспособности клеток, относятся цитокины – трансмиттеры межклеточного взаимодействия в норме и при патологии, которые формируют сеть коммуникативных сигналов между клетками иммунной системы и клетками других органов и тканей [6]. По современным представлениям, характер иммунного ответа и особенности развития патофизиологических изменений при ишемически/гипоксических тканевых расстройствах зависит от преимущественной активации субпопуляций Т-лимфоцитов, синтеза ими цитокинов различных типов и формирования «цитокинового каскада», а именно соотношения провоспалительных и противовоспалительных цитокинов. Так, в условиях ишемического повреждения ткани мозга активированная микроглия начинает продуцировать провоспалительные цитокины, в первую очередь интерлейкин-1 (IL-1), который способствует увеличению отека мозговой ткани, размеру инфарктной зоны, количеству адгезированных к эндотелию и инфильтрующихся в область ишемии нейтрофилов. Это индуцирует и поддерживает воспалительную реакцию в очаге ишемии и ведет к отсроченным нейрональным потерям. В ответ на экспрессию IL-1 секретируется рецепторный антагонист интерлейкина-1 (IL-1ra), который ингибирует эффекты IL-1 путем конкурентного связывания специфических мембранных рецепторов. Это способствует выживаемости нейронов и уменьшает процессы постишемического рубцевания [11].

Таким образом, при ЦВЗ нарушения функционирования ЦНС и степень патофизиологических постгипоксических изменений зависят от активации процессов свободно-радикального окисления и формирования «цитокинового каскада», а именно соотношения провоспалительных и противовоспалительных цитокинов. Следовательно, эффективным перспективным звеном в комплексной терапии постишемических неврологических осложнений при СД2 и инсульте может стать применение цитокиновых препаратов интерлейкинового ряда. Цель исследования – изучение влияния рекомбинантного IL-1ra на динамику постгипоксических изменений в тканях головного мозга крыс с экспериментальным СД и фокальным инсультом, а именно показатели тиол-дисульфидной системы, ОМБ и энергетического метаболизма.

Материалы и методы.

Рецепторный антагонист интерлейкина-1 (РАИЛ-1) получен в Санкт-Петербургском ФГУП «ГосНИИ ОЧБ» ФМБА России путем генной трансформации бактерий E.coli. Исследования проводились на 50 белых нелинейных крысах массой 180-200г, содержащихся в стандартных условиях вивария и распределенных на 5 групп по десять животных в каждой. Первая группа – интактные животные (контроль), вторая – животные с экспериментальным аллоксановым сахарным диабетом (СД), третья – животные с экспериментальным аллоксановым сахарным диабетом, которым вводили РАИЛ-1 в дозе 7,5 мг/кг внутримышечно 1 раз в сутки (группа СД+РАИЛ-1); четверная – животные с фокальным инсультом (группа ФИ); пятая – животные с фокальным инсультом, которым вводили РАИЛ-1 в том же режиме (группа ФИ+РАИЛ-1). Животным первой, второй и четвертой групп на протяжении исследования в соответствующем объеме внутримышечно вводили стерильный физиологический раствор. Экспериментальный диабет моделировали с помощью однократного подкожного введения водного раствора аллоксана моногидрата (Sigma, США) в дозе 150 мг/кг в виде 5% раствора в ацетатном буфере, рН 4,5. Введение данного вещества осуществляли после предварительной 24-часовой депривации пищи, при сохраненном доступе к воде. С целью формирования полного и стабильного диабета, животных содержали на протяжении 11 суток на стандартной диете. Уровень глюкозы крови определялся на 11 сутки после введения аллоксана с помощью глюкометра Optium Omega (Abbot Diabetes Care Inc., США). Для последующих исследований использованы только животные с повышенным уровнем глюкозы (>11 ммоль/л). Клиническую картину фокального инсульта (ФИ) воспроизводили методу по B.D.Waston на модели двухстороннего фотоиндуцированного тромбоза сосудов, при котором создается постоянный по объему и локализации очаг ишемии фокальный ишемический очаг в лобной доле коры головного мозга. Методика основана на принципе фотохимической стимуляции образования тромбов в сосудах мозга крыс при взаимодействии светового луча с предварительно введенным в кровеносное русло флюоресцентным красителем – бенгальским розовым. По истечении острого периода (4 дня) животных выводили из эксперимента под этаминал-натриевым наркозом путем декапитации.

Материалом для биохимических исследований явились фрагменты ткани головного мозга, находящиеся в области средне-мозговой артерии и гомогенизированные в жидком азоте. Цитозольную фракцию выделяли методом дифференциального центрифугирования (15000 g) при температуре +4ºС на 0,15 М фосфатном буфере рН 7,8. Безбелковый экстракт получали добавлением точного количества гомогената ткани мозга в хлорную кислоту (0,6 М) с последующей нейтрализацией 5,0 М калия карбонатом. Для изучения активности тиол-дисульфидной системы в гомогенате головного мозга крыс определяли уровни восстановленных и окисленных тиолов и глутатиона, активность глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы. Активность ферментов тиол-дисульфидной системы – глутатионпероксидазы (ГП) и глутатионредуктазы (ГР) – и содержание суммарных SH-групп определяли спектрофотометрически [5]. Концентрацию глутатиона окисленного и восстановленного определяли флюорометрически [8]. В гомогенате для оценки процессов углеводно-энергетического обмена и окисления в цикле Кребса определяли уровень адениловых нуклеотидов (АТФ, АДФ, АМФ) [10]. Также в гомогенате мозга биохимическими методами определяли содержание продуктов окислительной модификации белка по уровню альдегидных (АФГ) и карбоксильных (КФГ) продуктов [4]. Статистическую обработку данных производили с помощью пакета программы «Statistica 6.0», сравнительный анализ в группах проводили с помощью однофакторного дисперсионного анализа ANOVA для множественных сравнений. Статистически значимыми считали отличия при р<0,05.

Результаты и обсуждение

Читайте статью целиком
в печатной версии журнала
!

Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья


Начата подписка на 2016 год!

Обновление на книжной полке: компакт-диск Цитокины и воспаление, 2008 год.

© 2002-2017 Цитокины и Воспаление