ПОВЫШЕНИЕ СИСТЕМНОГО УРОВНЯ ЭНДОТОКСИНА ОСЛАБЛЯЕТ БАРОРЕФЛЕКС И КАРДИОВАСКУЛЯРНЫЕ ЭФФЕКТЫ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ ИНФРАЛИМБИЧЕСКОЙ КОРЫ АНЕСТЕЗИРОВАННОЙ КРЫСЫ
PDF

Ключевые слова

эндотоксемия
бактериальный липополисахарид
кровообращение
цереброкардиальная ось
инфралимбическая кора
барорефлекс
крыса

Как цитировать

Туманова, Т. С., Кокурина, Т. Н., Рыбакова, Г. И., & Александров, В. Г. (2021). ПОВЫШЕНИЕ СИСТЕМНОГО УРОВНЯ ЭНДОТОКСИНА ОСЛАБЛЯЕТ БАРОРЕФЛЕКС И КАРДИОВАСКУЛЯРНЫЕ ЭФФЕКТЫ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ ИНФРАЛИМБИЧЕСКОЙ КОРЫ АНЕСТЕЗИРОВАННОЙ КРЫСЫ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 107(12), 1518–1529. https://doi.org/10.31857/S0869813921120104

Аннотация

Известно, что повышение уровня эндотоксина (бактериального липополисахарида, ЛПС) приводит к гиперцитокинемии и развитию системной воспалительной реакции, которая сопровождается нарушениями кровообращения. Согласно современным представлениям, кровообращение контролируется цереброкардиальной осью, на высшем уровне которой располагается инфралимбическая кора (ИЛ). Важнейшим рефлекторным механизмом, регулирующим уровень артериального давления (АД), является барорефлекс. Целью настоящей работы стала проверка гипотезы о том, что нарушение нервного контроля является одним из факторов, способствующих расстройству кровообращения при эндотоксемии. В острых опытах на крысах Вистар регистрировали АД в бедренной артерии, тестировали барорефлекторную чувствительность путём внутривенного введения фенилэфрина, а также подвергали микроэлектростимуляции ИЛ. Введение ЛПС крысам экспериментальной группы (n = 10) вызывало первоначальное повышение и последующее снижение среднего АД; частота сердечных сокращений (ЧСС) постепенно повышалась. В контрольной группе (n = 11) АД и ЧСС оставались стабильнымы. Было установлено, что после введения ЛПС происходит ослабление БРЧ и снижение депрессорных ответов на стимуляцию ИЛ. Эти результаты свидетельствуют о возможном ослаблении кортикального и рефлекторного контроля кровообращения в условиях эндотоксемии. Они подтверждают выдвинутую гипотезу и позволяют предполагать, что изменение уровня провоспалительных цитокинов оказывает модулирующее влияние на состояние цереброкардиальной оси и рефлекторные механизмы регуляции кровообращения.

https://doi.org/10.31857/S0869813921120104
PDF

Литература

Bertani B, Ruiz N (2018) Function and Biogenesis of Lipopolysaccharides. EcoSal Plus 8(1). https://doi.org/10.1128/ecosalplus.ESP-0001-2018

Raetz CR, Whitfield C (2002) Lipopolysaccharide endotoxins. Ann Rev Biochem 71: 635–700. https://doi.org/10.1146/annurev.biochem.71.110601.135414

Skirecki T, Cavaillon JM (2019) Inner sensors of endotoxin - implications for sepsis research and therapy. FEMS Microbiol Rev 43(3):239–256. https://doi.org/10.1093/femsre/fuz004

Stubljar D, Skvarc M (2015) Effective strategies for diagnosis of systemic inflammatory response syndrome (SIRS) due to bacterial infection in surgical patients. Infect Disorders Drug Targets 15(1): 53–56. https://doi.org/10.2174/1871526515666150320161804

Mohammad S, Thiemermann C (2021) Role of Metabolic Endotoxemia in Systemic Inflammation and Potential Interventions. Front Immunol 11:594150. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.594150

Marik PE, Taeb AM (2017) SIRS, qSOFA and new sepsis definition. J Thoracic Disease 9(4): 943–945. https://doi.org/10.21037/jtd.2017.03.125

Joffre J, Hellman J, Ince C, Ait-Oufella H (2020) Endothelial Responses in Sepsis. Am J Respirat Crit Care Med 202(3):361–370. https://doi.org/10.1164/rccm.201910-1911TR

Mera S, Tatulescu D, Cismaru C, Bondor C, Slavcovici A, Zanc V, Carstina D, Oltean M (2011) Multiplex cytokine profiling in patients with sepsis. APMIS: Acta Pathol Microbiol Immunol Scandinav 119(2):155–163. https://doi.org/10.1111/j.1600-0463.2010.02705.x

Kaur D, Sharma V, Deshmukh R (2019) Activation of microglia and astrocytes: a roadway to neuroinflammation and Alzheimer's disease. Inflammopharmacology 27(4): 663–677. https://doi.org/10.1007/s10787-019-00580-x

Ferro A, Auguste Y, Cheadle L (2021) Microglia, Cytokines, and Neural Activity: Unexpected Interactions in Brain Development and Function. Front Immunol 12:703527. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.703527

Felger JC (2018) Imaging the Role of Inflammation in Mood and Anxiety-related Disorders. Current Neuropharmacol 16(5): 533–558. https://doi.org/10.2174/1570159X15666171123201142

Tahsili-Fahadan P, Geocadin RG (2017) Heart-Brain Axis: Effects of Neurologic Injury on Cardiovascular Function. Circulat Res 120(3):559–572. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.116.308446

Benarroch EE (1993) The central autonomic network: functional organization, dysfunction, and perspective. Mayo Clin Proceed 68(10):988–1001. https://doi.org/10.1016/s0025-6196(12)62272-1

Benarroch EE (2019) Control of the cardiovascular and respiratory systems during sleep. Autonom Neurosci Basic Clin 218: 54–63. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2019.01.007

Dampney RA (2016) Central neural control of the cardiovascular system: current perspectives. Advanc Physiol Educat 40(3): 283–296. https://doi.org/10.1152/advan.00027.2016

Barrett CJ, Malpas SC (2005) Problems, possibilities, and pitfalls in studying the arterial baroreflexes' influence over long-term control of blood pressure. Am J Physiol Regul Integrat Compar Physiol 288(4): R837–R845. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00456.2004

Aleksandrov VG, Kokurina TN, Rybakova GI, Tumanova TS (2021) Autonomic Functions of the Prefrontal Cortex. Human Physiol 47(5):110-117. DOI: 10.31857/S0131164621050027

Maggi CA, Giuliani S, Santicioli P, Regoli D, Meli A (1985) Comparison of the effects of substance P and substance K on blood pressure, salivation and urinary bladder motility in urethane-anaesthetized rats. Eur J Pharmacol 113(2): 291–294. https://doi.org/10.1016/0014-2999(85)90750-2

Revand R, Singh SK (2021) Ipsilateral somatic nerves mediate histamine-induced vasosensory reflex responses involving perivascular afferents in rat models. Scient Rep 11(1): 14648. https://doi.org/10.1038/s41598-021-94110-x

Matsuo N, Matsuo S, Nakamura Y, Ezomo FO, Kawai Y (2020) Regulatory effects of cervical sympathetic trunk and renal sympathetic nerve activities on cerebral blood flow during head-down postural rotations. Autonom Neurosci: Basic and Clin 229: 102738. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2020.102738

Schläpfer M, Piegeler T, Dull RO, Schwartz DE, Mao M, Bonini MG, Z'Graggen BR, Beck-Schimmer B, Minshall RD (2015) Propofol increases morbidity and mortality in a rat model of sepsis. Crit Care (London England) 19(1):45. https://doi.org/10.1186/s13054-015-0751-x

Stahl O, Löffler B, Haier J, Mardin WA, Mees ST (2013) Mimicry of human sepsis in a rat model--prospects and limitations. J Surgic Res 179(1):e167–e175. https://doi.org/10.1016/j.jss.2012.01.042

Palin K, Moreau ML, Sauvant J, Orcel H, Nadjar A, Duvoid-Guillou A, Dudit J, Rabié A, Moos F (2009) Interleukin-6 activates arginine vasopressin neurons in the supraoptic nucleus during immune challenge in rats. Am J Physiol Endocrinol and Metabolism 296(6): E1289–E1299. https://doi.org/10.1152/ajpendo.90489.2008

Aleksandrov VG, Gubarevich EA, Danilova GA, Tumanova TS (2020) Simulation of the systemic inflammatory response syndrome in anesthetized rats. Integrat Physiol 1(1): 51–60. DOI: 10.33910/2687-1270-2020-1-1-51-60

Bone RC, Balk RA, Cerra FB, Dellinger RP, Fein AM, Knaus WA, Schein RM, Sibbald WJ (1992) Definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis. The ACCP/SCCM Consensus Confer Commit. Am Colleg Chest Physic/Soc Crit Care Med Chest 101(6): 1644–1655. https://doi.org/10.1378/chest.101.6.1644

Passaglia P, de Lima Faim F, Batalhão ME, Stabile AM, Bendhack LM, Antunes-Rodrigues J, Lacchini R, Capellari Carnio E (2021) Central Administration of Angiotensin-(1-7) Improves Vasopressin Impairment and Hypotensive Response in Experimental Endotoxemia. Cells 10(1): 105. https://doi.org/10.3390/cells10010105

Sturgess DJ, Morrison S, Haluska B, Gobe GC, Jones MA, Volante S, Venkatesh B (2021) Left Ventricular Impaired Relaxation and Interstitial Myocarditis Identified in Sepsis-Associated Cardiac Dysfunction: Use of a Rodent Model. Med Sci Monitor: Internat Med J Exp Clin Res 27 e929512.

Andersson U, Tracey KJ (2012) Neural reflexes in inflammation and immunity. J Exp Med 209(6):1057–1068. https://doi.org/10.1084/jem.20120571

Hallemeesch MM, Janssen BJ, de Jonge WJ, Soeters PB, Lamers WH, Deutz NE (2003) NO production by cNOS and iNOS reflects blood pressure changes in LPS-challenged mice. Am J Physiol Endocrinol and Metabolism 285(4): E871–E875. https://doi.org/10.1152/ajpendo.00004.2002

Sallam MY, El-Gowilly SM, El-Mas MM (2021) Androgenic modulation of arterial baroreceptor dysfunction and neuroinflammation in endotoxic male rats. Brain Res 1756: 147330. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2021.147330

Wehrwein EA, Joyner MJ (2013) Regulation of blood pressure by the arterial baroreflex and autonomic nervous system. Handb Clin Neurol 117: 89-102. doi: 10.1016/B978-0-444-53491-0.00008-0

Marty V, El Hachmane M, Amédée T (2008) Dual modulation of synaptic transmission in the nucleus tractus solitarius by prostaglandin E2 synthesized downstream of IL-1beta. Eur J Neurosci 27(12): 3132–3150. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2008.06296.x

Amorim MR, de Deus JL, Cazuza RA, Mota C, da Silva L, Borges GS, Batalhão ME, Cárnio EC, Branco L (2019) Neuroinflammation in the NTS is associated with changes in cardiovascular reflexes during systemic inflammation. J Neuroinflammat 16(1): 125. https://doi.org/10.1186/s12974-019-1512-6

Cechetto DF (2014) Cortical control of the autonomic nervous system. Exp Physiol 99(2): 326–331. https://doi.org/10.1113/expphysiol.2013.075192

Fisk GD, Wyss JM (2000) Descending projections of infralimbic cortex that mediate stimulation-evoked changes in arterial pressure. Brain Res 859(1):83–95. https://doi.org/10.1016/s0006-8993(00)01935-1

Owens NC, Verberne AJ (2001) Regional haemodynamic responses to activation of the medial prefrontal cortex depressor region. Brain Res 919(2):221–231. https://doi.org/10.1016/s0006-8993(01)03017-7

Aleksandrov VG, Tumanova TS, Aleksandrova NP (2018) Diclofenac eliminates respiratory effects of the tumor necrosis factor in rats. J Evol Biochem Physiol (54)4: 338—341.