РОЛЬ СУПЕРОКСИДНОГО РАДИКАЛА В РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИИ КV-КАНАЛОВ КОРОНАРНЫХ СОСУДОВ ПРИ ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОМ СТРЕССОВОМ РАССТРОЙСТВЕ
PDF

Ключевые слова

ионный канал
тонус сосудов
супероксидный радикал
посттравматическое стрессовое расстройство

Как цитировать

Лазуко, С. С., Беляева, Л. Е., & Кужель, О. П. (2023). РОЛЬ СУПЕРОКСИДНОГО РАДИКАЛА В РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИИ КV-КАНАЛОВ КОРОНАРНЫХ СОСУДОВ ПРИ ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОМ СТРЕССОВОМ РАССТРОЙСТВЕ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 109(3), 334–347. https://doi.org/10.31857/S0869813923030068

Аннотация

Цель исследования – изучить вклад супероксидного радикала (О2●-) в механизмы нарушения функциональной активности КV-каналов коронарных сосудов у крыс с посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР). Исследование выполнено на 117 беспородных белых крысах-самцах (Rattus Muridae) массой 210-240 г. Для воспроизведения экспериментального аналога ПТСР использовали модифицированную модель «имитации присутствия хищника» (контакт с экскрементами кошек 10 дней по 15 мин ежедневно). О наличии ПТСР судили по изменению поведения животных в тесте «Открытое поле». Тонус коронарных сосудов изучали на сердцах крыс, изолированных по методу Лангендорфа, перфузируемых раствором Кребса-Хензелейта в условиях постоянного потока и сокращающихся в изотоническом режиме. Вклад О2●- в регуляцию тонуса коронарных сосудов изучали путем введения в перфузионный раствор «ловушки» супероксидного радикала тирона (4,5-дигидрокси-1,3-бензолдисульфоновой кислоты). Функциональную активность КV-каналов оценивали по степени прироста коронарного перфузионного давления (КПД) при введении блокатора 4-аминопиридина (4-АП). Для выяснения роли О2●- в механизмах функционирования КV-каналов изолированного сердца крыс в раствор для перфузии вводили тирон и 4-АП. В сыворотке крови животных спектрофотометрическим методом определяли содержание диеновых коньюгатов, малонового диальдегида, активность каталазы и супероксиддисмутазы, методом иммуноферментного анализа — концентрацию С-реактивного белка и содержание интерлейкина 1β (ИЛ-1β). В изолированных сердцах крыс с ПТСР при объемной скорости скорости коронарного потока 10 мл/мин КПД было на 30% меньше, по сравнению с группой «Контроль». Под влиянием 4-АП КПД увеличивалось на 70% в группе контрольных животных и на 24% в группе «ПТСР». При добавлении тирона в группе «ПТСР» КПД при объемной скорости коронарного потока 10 мл/мин было ниже на 52% по сравнению с таковым в контроле. В группе «ПТСР+тирон+4-АП» прирост КПД был сопоставим с таковым в сердцах группы «Контроль» под влиянием 4-АП и составлял 71.5%. В сыворотке крови крыс с ПТСР наблюдалось увеличение концентрации ИЛ-1β в 3 раза, С-реактивного белка в 1.6 раза, диеновых коньюгатов в 3.3 раза и малонового диальдегида в 3.6 раза при уменьшении активности супероксиддисмутазы и каталазы на 27 и 59% соответственно по сравнению с контролем. В результате проведенных исследований установлено, что при ПТСР снижается функциональная активность КV-каналов коронарных сосудов, причем одним из важных механизмов такой «каналопатии» может быть гиперпродукция О2●-, которая является результатом развития окислительного стресса.

https://doi.org/10.31857/S0869813923030068
PDF

Литература

Richter-Levin G, Stork O, Schmidt MV (2019) Animal models of PTSD: a challenge to be met. Mol Psychiatry 24:1135–1156. https://doi.org/10.1038/s41380-018-0272-5

Gutman GA, Chandy KG, Grissmer S, Lazdunski M, McKinnon D, Pardo LA, Robertson GA, Rudy B, Sanguinetti MC, Stühmer W, Wang X (2005) International Union of Pharmacology. LIII. Nomenclature and molecular relationships of voltage-gated potassium channels. Pharmacol Rev 57(4): 473–508. https://doi.org/10.1124/pr.57.4.10

González C, Baez-Nieto D, Valencia I, Oyarzún I, Rojas P, Naranjo D, Latorre R (2012) K(+) channels: function-structural overview. Comprehens Physiol 2: 2087–2149. https://doi.org/10.1002/cphy.c110047

Nelson MT, Quayle JM (1995) Physiological roles and properties of potassium channels in arterial smooth muscle. Am J Physiol 268: 799–822. https://doi.org/10.1152/ajpcell.1995.268.4.C799

Park SW, Noh HJ, Sung DJ, Kim JG, Kim JM, Ryu SY, Kang K, Kim B, Bae YM, Cho H (2015) Hydrogen peroxide induces vasorelaxation by enhancing 4-aminopyridine-sensitive Kv currents through S-glutathionylation. Pflug Arch 467: 285–297. https:// doi.org/10.1007/s00424-014-1513-3

Jerng HH, Dougherty K, Covarrubias M, Pfaffinger PJ (2009) A novel N-terminal motif of dipeptidyl peptidase-like proteins produces rapid inactivation of KV4.2 channels by a pore-blocking mechanism. Channels (Austin) 3(6): 448–461. https://doi.org/10.4161/chan.3.6.10216

Gamper N, Zaika O, Li Y, Martin P, Hernandez CC, Perez MR, Wang AY, Jaffe DB, Shapiro MS (2006) Oxidative modification of M-type K(+) channels as a mechanism of cytoprotective neuronal silencing. EMBO J 25(20): 4996–5004. https://doi.org/10.1038/sj.emboj.7601374

Tykocki NR, Boerman EM, Jackson WF (2017) Smooth Muscle Ion Channels and Regulation of Vascular Tone in Resistance Arteries and Arterioles. Compr Physiol 7(2): 485–581. https://doi.org/10.1002/cphy.c160011

Nieves-Cintrón M, Syed AU, Nystoriak MA, Navedo MF (2018) Regulation of voltage-gated potassium channels in vascular smooth muscle during hypertension and metabolic disorders. Microcirculation 25(1): 10.1111/micc.12423. https://doi.org/10.1111/micc.12423

López Alarcón MM, Rodríguez de Yurre A, Felice JI, Medei E, Escobar AL (2019) Phase 1 repolarization rate defines Ca2+ dynamics and contractility on intact mouse hearts. J Gen Physiol 151(6): 771–785. https://doi.org/10.1085/jgp.201812269

Lazuko SS, Kuzhel OP, Belyaeva LE, Manukhina EB, Downey HF, Tseilikman OB, Komelkova MV, Tseilikman VE (2018) Posttraumatic Stress Disorder Disturbs Coronary Tone and Its Regulatory Mechanisms. Cell Mol Neurobiol 38(1): 209–217. https://doi.org/10.1007/s10571-018-0619-0

Verbitsky A, Dopfel D, Zhang N (2020) Rodent models of post-traumatic stress disorder: behavioral assessment. Transl Psychiatry 10(1): 132. https://doi.org/10.1038/s41398-020-0806-x

Tseilikman OB, Lapshin MS, Komelkova MV, Kondashevskaya MV, Dremencov EV, Manukhina EB, Downey H Fred, Lazuko SS, Kuzhel OP, Tseylikman VE, Kozochkin DA (2017) Adrenal insufficiency in rats after prolonged exposure to the predator cue: A new animal model of post-traumatic stress disorder. Psychoneuroendocrinology 83: 83. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2017.07.460

Солодков АП, Дорошенко АС, Шебеко ВИ, Щербинин ИЮ (2005) Эндотелий, ауторегуляция коронарных сосудов и стресс. Вестн Фонда фундамент исследов 1: 79–94. [Solodkov AP, Doroshenko AS, Shebeko VI, Shcherbinin IYu (2005) Endothelium, coronary autoregulation and stress. Bull Found Fundament Res 1: 79–94. (In Russ)].

Ohya Y, Setoguchi M, Fujii K, Nagao T, Abe I, Fujishima M (1996) Impaired Action of Levcromakalim on ATP-Sensitive K+ Channels in Mesenteric Artery Cells From Spontaneously Hypertensive Rats. Hypertens 27: 1234–1239. https://doi.org/10.1161/01.HYP.27.6.1234

Гаврилов ВБ, Гаврилова АР, Хмара НФ (1988) Измерение диеновых коньюгатов в плазме по ультрафиолетовому поглощению гептановых и изопропильных экстрактов кислотой. Лаб дело 2: 60–64. [Gavrilov VB, Gavrilova AR, Khmara NF (1988) Measurement of diene conjugates in plasma by ultraviolet absorption of heptane and isopropyl extracts with acid. Lab business 2: 60–64. (In Russ)].

Андреева ЛИ, Кожемякин ЛА, Кишкун АА (1988) Модификация метода определения перекисей липидов в тесте с тиобарбитуровой кислотой. Лаб дело 11: 41–43. [Andreeva LI, Kozhemyakin LA, Kishkun AA (1988) Modification of the method for determining lipid peroxides in a test with thiobarbituric acid. Lab business 11: 41–43. (In Russ)].

Королюк МА, Иванова ЛИ, Маморова ИГ, Токарев ВЕ (1988) Метод определения активности каталазы. Лаб дело 1: 16–19. [Korolyuk MA, Ivanova LI, Mamorova IG, Tokarev VE (1988) Method for determining catalase activity. Lab business 1: 16–19. (In Russ)].

Костюк ВА, Потапович АИ, Ковалева ЖВ (1990) Простой и чувствительный метод определения активности супероксиддисмутазы, основанный на реакции окисления кверцетина. Вопр мед химии 36 (2): 88–91. [Kostyuk VA, Potapovich AI, Kovaleva ZhV (1990) A simple and sensitive method for determining the activity of superoxide dismutase based on the oxidation of quercetin. Vopr Med Chem 36(2): 88–91. (In Russ)].

Красько ОВ (2014) Статистический анализ данных в медицинских исследованиях: в 2 ч. Мн МГЭУ им АД Сахарова. [Krasko OV (2014) Statistical analysis of data in medical research: in 2 parts. Mn MGJeU im AD Saharova. (In Russ)].

Khaled S, Makled MN, Nader MA (2020) Tiron protects against nicotine-induced lung and liver injury through antioxidant and anti-inflammatory actions in rats in vivo. Life Sci 260: 118426. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2020.118426

Дорошенко АС, Солодков АП, Шебеко ВИ (2005) Значение супероксид-анионов в регуляции тонуса коронарных сосудов и сократительной функции миокарда на фоне измененного редокс-состояния миокарда. Рос физиол журн им ИМ Сеченова 91(12): 1428–1440. [Doroshenko AS, Solodkov AP, Shebeko VI (2005) Тhe value of superoxide anions in the regulation of coronary vascular tone and myocardial contractile function against the background of an altered myocardial redox state. Russ J Physiol 91(12): 1428–1440. (In Russ)].

Gutterman DD, Miura H, Liu Y (2005) Redox modulation of vascular tone: focus of potassium channel mechanisms of dilation. Arterioscler Thromb Vasc Biol 25(4): 671–678. https://doi.org/10.1161/01.ATV.0000158497.09626.3b

Dwenger MM, Ohanyan V, Navedo MF, Nystoriak MA (2018) Coronary microvascular Kv1 channels as regulatory sensors of intracellular pyridine nucleotide redox potential. Microcirculation 25(1): 10. https://doi.org/10.1111/micc.12426

Kietadisorn R, Juni RP, Moens AL (2012) Tackling endothelial dysfunction by modulating NOS uncoupling: new insights into its pathogenesis and therapeutic possibilities. Am J Physiol Endocrinol Metab 302: 481–495. https://doi.org/10.1152/ajpendo.00540.2011

Ortega AL, Mena S, Estrela JM (2010) Oxidative and nitrosative stress in the metastatic microenvironment. Cancers (Basel) 2(2): 274–304. https://doi.org/10.3390/cancers2020274

Rossi R, Giustarini D, Milzani A, Dalle-Donne I (2009) Cysteinylation and homocysteinylation of plasma protein thiols during ageing of healthy human beings. J Cell Mol Med 13(9B): 31–40. https://doi.org/10.1111/j.1582-4934.2008.00417.x