ВЛИЯНИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ И СТРЕПТОЗОТОЦИНОВОГО ДИАБЕТА НА ЦЕРЕБРАЛЬНУЮ ЦИРКУЛЯЦИЮ У КРЫС, СОДЕРЖАЩИХСЯ НА ВЫСОКОЖИРОВОЙ ДИЕТЕ
PDF

Ключевые слова

метаболический синдром
сахарный диабет 2-го типа
пиальные артерии
дисфункция эндотелия

Как цитировать

Соколова, И. Б. (2022). ВЛИЯНИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ И СТРЕПТОЗОТОЦИНОВОГО ДИАБЕТА НА ЦЕРЕБРАЛЬНУЮ ЦИРКУЛЯЦИЮ У КРЫС, СОДЕРЖАЩИХСЯ НА ВЫСОКОЖИРОВОЙ ДИЕТЕ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 108(6), 762–770. https://doi.org/10.31857/S0869813922060085

Аннотация

Изучали изменения плотности сосудистой сети пиальной оболочки сенсомоторной коры головного мозга, опосредованной ацетилхолином (AСh) дилатации пиальных артерий, тканевой перфузии и сатурации кислородом у крыс Sprague Dawley после формирования у них метаболических и гормональных нарушений, сходных с метаболическим синдромом (МС) и сахарным диабетом 2-го типа (СД2). Для этого крыс 2 месяца содержали на высокожировой диете, а затем части животных вводили низкую дозу стрептозотоцина (35мг/кг). Еще 1 месяц все животные получали корм с повышенным содержанием жира. С использованием метода прижизненной микрофотосъемки оценивали количество сосудов на определенной площади поверхности сенсомоторной коры и реакции пиальных артерий на воздействие AСh (10-7М). У тех же животных с помощью многофункционального лазерного диагностического комплекса ЛАКК-М измеряли тканевую перфузию и уровень насыщения кислородом (SO2). Установлено, что потребление высокожирового корма на протяжении 3 месяцев привело к формированию у крыс МС: повышению уровня глюкозы в крови, развитию инсулинорезистентности и значительному набору висцерального жира. У этих животных уменьшалась плотность сосудистой сети в пиальной оболочке в 1.3 – 1.4 раза относительно контрольной группы, число дилатирующих на воздействие AСh пиальных артерий было меньше в 1.2 – 1.6 раз, уровень тканевой перфузии статистически значимо не изменялся, а SO2 понижалось в среднем на 9%. У крыс с СД2 не произошло дальнейшего урежения сосудистой сети, но AСh-опосредованная дилатация была меньше в 1.6 – 2.3 раза относительно контрольной группы. Тканевая перфузия была снижена на 22%, а SO2 на 6 %. Изменения церебральной циркуляции начинаются при развитии МС. Развитие СД2 приводит к эндотелиальной дисфункции мозговых артерий: чем меньше диаметр сосуда, тем хуже дилататорная реакция на AСh. Запустевание сосудистого русла, нарушение реактивности церебральных артерий негативно сказывается на снабжении ткани мозга кислородом.

https://doi.org/10.31857/S0869813922060085
PDF

Литература

Zhou H, Xie P, Dong Y, Chen W, Wu H, Jiang Y, Lei H., Luo G, Liu J (2022) Lacunes and type 2 diabetes mellitus have a joint effect on cognitive impairment: a retrospective study. Peer J. 3(10):e13069. https://doi.org/ 10.7717/peerj.13069

Sloten T, Sedaghat S, Carnethon M, Launer L, Stehouwer C (2020) Cerebral microvascular complications of type 2 diabetes: strort, cognitive dysfunction, and depression. Lancet Diabetes Endocrinol 8(4):325-336. https://doi.org/10.1016/S2213-8587(19)30405-X

Madonna R, Balistreri C, Geng Y, Caterina R (2017) Diabetic microangiopathy: pathogenetic insights and novel therapeutic approaches. Vascular Pharmac 90:1-7. https://doi.org/10.1016/j.vph.2017.01.004

Sun D, Wang J, Toan S, Muid D, Li R, Chang X, Zhou H (2022) Molecular mechanisms of coronary microvascular endothelial dysfunction in diabetes mellitus: focus on mitochondrial quality surveillance. Angiogenesis 18. https://doi.org/10.1007/s10456-022-09835-8

Демидов ВИ, Конкина ЕА, Майорова МВ (2008) Патоморфология микроциркуляторного русла периинфарктных зон головного мозга при сахарном диабете. Вестник Ивановск мед акад 13(1-2): 10-16. [Demidov VI, Konkina EA, Mayorova MV (2008) Pathological morphology of microcirculatory channel of brain periinfarction zones in diabetes mellitus. Bull Ivanovo Med Acad 13(1-2): 10-16. (In Russ)].

Кайдаш ОА, Иванов ВВ, Венгеровский АИ, Буйко ЕЕ, Щепеткин ИА (2020) Экспериментальная модель сахарного диабета 2-го типа у крыс, вызванная диетой с высоким содержанием жиров и стрептозотоцином в низкой дозе. Бюл сибирск мед19(2):41-47. [Kaydash OA, Ivanov VV, Vengerovsky AI, Buyko EE, Schepetkin IA (2020) The experimental model of type 2 diabetes mellitus caused by a high-fat diet with low-dose streptozotocin in rats. Bull Siber Med 19(2):41-47. (In Russ)]. https://doi.org/https://doi.org: 10.20538/1682-0363-2020-2-41-47

Srinivasan K, Viswanad B, Asrat L, Kaul C, Ramarao P (2005) Combination of high-fat diet-fed and low-dose streptozotocin-treated rat: A model for type 2 diabetes and pharmacological screening. Pharmacol Res 52:313-320. https://doi.org/ 10.1016/j.phrs.2005.05.004

Gancheva S, Zhelyazkova-Savova M, Galunska B, Chervenkov T (2015) Experimental models of metabolic syndrome in rats. Scripta Scient Med 47(2):23-30. https://doi.org/10.14748/ssm.v47i2.1145

Dupas J, Feray A, Goanvec C, Guernec A, Samson N, Bougaran P, Guerrero F, Mansourati J (2017) Metabolic syndrome and hypertension resulting from fructose enriched diet in Wistar rats. Biomed Res Int 2017:2494067. https://doi.org/ 10.1155/2017/2494067

Якимов ИЮ, Бородин ДА, Подрезов ИК, Иванов ВВ, Васильев ВН, Котловский М Ю, Борисов ЛВ, Мильто ИВ (2015) Морфометрические параметры белой жировой ткани разной локализации у крыс при высокожировой диете. Соврем пробл науки и образов 5. [Yakimovich IY , Borodin DA, Podrezov IK, Ivanov VV, Vasilyev VN, Kotlovsky MY, Borisova LV, Milto IV (2015).White adipose tissue morphometric characteristics in hi-fat diet rats. 5. (In Russ)].

Haratz S, Tanne D (2011) Diabetes, hyperglycemia and the management of cerebrovascular disease. Current Opin Neurol 24(1):81-88. https://doi.org/ 10.1097/WCO.obo13e3283418fed

Ding Y, Vaziri N, Coulson R, Kamanna V, Roh D (2000) Effects of stimulated hyperglycemia, insulin, and glucagon on endothelial nitric oxide synthase expression. Am J Physiol Endocrinol Metab 279(1): E11-E17. https://doi.org/ 10.1152/ajpendo.2000.279.1.E11

Federici M, Menghini R, Mauriello A, Hribal M, Ferrelli F, Lauro D, Sbraccia P, Spagnoli L, Sesti G, Lauro R (2002) Insulin-dependent activation of endothelial nitric oxide synthase is impaired by O-linked glycosylation modification of signaling proteins in human coronary endothelial cells. Circulation 106(4): 466-472. https://doi.org/ 10.1161/01.cir.0000023043.02648.51

Arshad N, Lin T, Yahaya M (2018) Metabolic syndrome and its effect on the brain: possible mechanism. CNS Neurol Disord Drug Targeta 17(8):595-603. https://doi.org/ 10.2174/1871527317666180724143258

Gustafson B, Hammarstedt A, Andersson C, Smith U (2007) Inflamed adipose tissue: a culprit underlying the metabolic syndrome and atherosclerosis. Arterioscler Thromb Vasc Biol 27(11):2276-2283. https://doi.org/ 10.1161/ATVBAHA.107.147835

Jais A, Bruning J (2017) Hypothalamic inflammation in obesity and metabolic disease. J Clin Invest 127(1):24-32. https://doi.org/ 10.1172/JCI88878

Dyken P, Lacoste B (2018). Impact of metabolic syndrome on neuroinflammation and the blood-brain barrier. Front Neurosci 12:930. https://doi.org/ 10.3389/fnins.2018.00930

Schonfeld P, Reiser G (2021). How the brain fights fatty acids, toxicity. Neurochem Int 148:105050. https://doi.org/ 10.1016/j.neuint.2021.105050

Li Y, Li Q, Pan C, Yan L, Hu B, Liu Y, Yang L, Huang P, Zhao S, Wang C, Fan J, Wang X, Han J (2018). Bushen huoxue attenuates diabetes-induced cognitive impairment by improvement of cerebral microcirculation: involvement of Rho/ROCK/moesin and Src signaling pathways. Front Physiol 15(9):527. https://doi.org/ 10.3389/fphys.2018.00527

Wang S, Jiao F, Border J, Fang X, Crumpler R, Liu Y, Zhang H, Jefferson J, Guo Y, Elliott P, Thomas K, Strong L, Urvina A, Zheng B, Rijal A, Smith S, Yu H, Roman R, Fan F (2022) Luseogliflozin, a sodium-glucose contransporter-2 inhibitor, reverses cerebrovascular dysfunction and cognitive impairments in 18-mo-old diabetic animals. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 322(2):H246-H259.