Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

β-ЭНДОРФИН И ЦИТОКИНОВЫЙ ПРОФИЛЬВ ДИНАМИКЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА

Трофименко А.И. 1 Каде А.Х. 1 Мясникова В.В. 1 Пирогова Н.П. 1 Занин С.А. 1
1 ГБОУ ВПО Кубанский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации
В основе развития синдрома системного воспалительного ответа при неинфекционной патологии лежит значительный рост концентрации провоспалительных цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-6, ФНО-α) в системной циркуляции, развивающийся при повреждении тканей.Во многом его возникновение обусловлено нарушением регуляторных механизмов контролирующих развитие воспаления, центральное место среди которых занимает эндогенная опиоидергическая система.При моделировании ишемического инсульта у крыс путем коагуляции ПСМА нарушение кровотока приводит к развитию инфаркта мозга, который локализуется преимущественно в неокортексе и захватывает небольшую область каудопутамена. На 3 сутки имеет место прирост его объема на 18,3%. Моделирование ишемического инсульта сопровождается значительным ростом содержания провоспалительных цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-6, ФНО-α) в периферической крови. Это явление сопровождается прогрессирующим снижением уровня β-эндорфина, что указывает на депрессию эндогенной опиоидергической стресс-лимитирующей системы при экспериментальном ишемическом инсульте.
оксидативный стресс.
β-эндорфин
инсульт
1. Белоцкий, С.М., Авталион, Р.Р. Воспаление. Мобилизация клеток и клинические эффекты. – М.: Издательство БИНОМ, 2008. – 240 с.
2. Меньшикова Е.Б. Окислительный и стресс: патологические состояния и заболевания / Е.Б. Меньшикова, В.З. Ланкин, Н.К. Зенков [и соавт.] // Новосибирск, 2008, 284 с.
3. Трофименко А.И. Моделирование церебральной ишемии посредством коагуляции средней мозговой артерии у крыс / А. И. Трофименко, А. Х. Каде, В. П. Лебедев [и соавт.] // Фундаментальные исследования. - №2. – 2012. – с. 215-218.
4. Трофименко А.И. Особенности электрокардиограммы у крыс с моделью церебральной ишемии, вызванной посредством коагуляции правой средней мозговой артерии / А.И. Трофименко, А.Х. Каде, В.П. Лебедев [и соавт.] // Кубанский научный медицинский вестник. – 2012. - № 2. – С. 175-179.
5. Трофименко А.И. Визуализация очага ишемии головного мозга у крысы тетразолиевым методом / А.И. Трофименко, А.Х. Каде, С.А. Занин, В.Д. Левичкин, А.Ю. Туровая, С.П. Вчерашнюк // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2013. - № 5. - С. 99.
6. Трофименко А.И. Характеристика сдвигов в системе про-/антиоксиданты у крыс с моделью острой локальной церебральной ишемии / А.И. Трофименко, В.Д. Левичкин, И.И. Павлюченко, А.Х. Каде, О.С. Охременко, С.А. Занин // Фундаментальные исследования. – 2013. - № 9 (ч.4). – С. 683-686.
7. Трофименко А.И. Про-/антиоксидантная активность плазмы крови у крыс с моделью острой локальной церебральной ишемии / А.И. Трофименко, В.Д. Левичкин, И.И. Павлюченко [и соавт.] // Современные наукоемкие технологии. - 2014. - № 4. – С. 142-143.
8. Трофименко А.И. Влияние ТЭС-терапии на показатели системы про/антиоксиданты у крыс с экспериментальным ишемическим инсультом / А. И. Трофименко, В. Д. Левичкин, Е. И. Ременякина, И. И. Павлюченко, А. Х. Каде, С. А. Занин // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 2. – С. 332.
9. Трофименко А.И. Активность свободно-радикального окисления и эндорфинергической системы у крыс с моделью острой локальной церебральной ишемии / А.И. Трофименко, В. Д. Левичкин, И.И. Павлюченко, А.Х. Каде, О.С. Охременко, Ф.А. Нехай, С.А. Занин // Современные наукоемкие технологии. - 2014. - № 4. - С. 126-127.
10. Трофименко А.И. Динамика уровня β-эндорфина при моделировании ишемического инсульта у крыс / А.И. Трофименко, А.Х. Каде, Ф.А. Нехай, В.П. Лебедев, В.Д. Левичкин, С.А. Занин // Кубанский научный медицинский вестник. - 2014. - № 3. - С.115-118.

Синдром системного воспалительного ответа (ССВО) - воспалительный ответ на уровне целостного организма, в основе его развития при неинфекционной патологии лежит значительный рост концентрации провоспалительных цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-6, ФНО-α) в системной циркуляции, происходящий при повреждении тканей [1].При этом практически отсутствуют исследования посвященные комплексной оценке показателей опиоидергической системы и уровня провоспалительных цитокинов (ИЛ-1, ФНО-α, ИЛ-6) в динамике экспериментального ИИ у крыс.Учитывая вышесказанное целью работы былакомплексная оценка динамики(на 1, 3, 7 и 14 сутки)содержания β-эндорфина,провоспалительных цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-6, ФНО-α) и размеров очага инфаркта мозгау крыс с экспериментальнымИИ.

Материалы и методы. Исследование выполнено в лаборатории кафедры общей и клинической патофизиологии КубГМУ. Иммуноферментные исследования (ИФА) проводились на базе ЦНИЛ ГБОУ ВПО КубГМУ Минздрава России. Эксперименты проведены на 60 белых нелинейных самцах крыс средней массой - 200±25 гр. Содержание животных и постановка экспериментов проводилась в соответствии с требованиями приказов № 1179 МЗ СССР от 11.10.1983 года и № 267 МЗ РФ от 19.06.2003 года, а также международными правилами «GuidefortheCareandUseofLaboratoryAnimals».

Животные были разделены на 2 группы:

  • 1 группа (n=20) - контрольная - интактные животные подвергались эвтаназии без оперативного вмешательства.
  • 2 группа (n=40) - животные с моделированием ИИ. Выведение животных из эксперимента производили по 10 животных на 1, 3, 7 и 14 сутки после моделирования ИИ.

Все потенциально болезненные вмешательства в проводимых экспериментах, а также эвтаназия осуществлялись под комбинированным инъекционным наркозом: золетил 0,3 мг в/м («Virbac» Франция), ксиланит 0,8 мг в/м (ЗАО «НИТА-ФАРМ, Россия, г. Саратов), атропина сульфат 0,1% раствор - 0.01 мл п/к из расчета на 100 гр. массы тела животного [3, 4].

Моделирование ИИ осуществляли путем создания у крыс острой локальной церебральной ишемии путем коагуляции правой средней мозговой артерии (ПСМА) [3].Эвтаназию крыс выполняли с соблюдением правил проведения работ при использовании экспериментальных животных, путем декапитации под стандартным наркозом. Непосредственно перед эвтаназией проводили забор крови путем венесекции общей яремной вены у крыс. После наступления летального исхода для последующего гистологического исследования производили изъятие ГМ.

Определение уровня β-эндорфина в плазме крови количественно проводили иммуноферментным методом с помощью набора «ElabscienceBiotechnologyCo., Ltd», (Китай). Определение уровняИЛ-1β в плазме крови проводили иммуноферментным методом с помощью набора «RayBiotech, Inc.» (Германия). Определение уровня ИЛ-6 в плазме крови проводили иммуноферментным методом с помощью набора «CusabioBiotechCo., Ltd» (Китай). Определение уровняФНО-α в плазме крови проводили иммуноферментным методом с помощью набора «RayBiotech, Inc.», (Германия). Учет реакции, построение калибровочных графиков и определение концентрации показателей проводили на фотометревертикального сканирования «ANTHOS 2010» (Австрия) с помощью программного обеспечения «Auswerte-Softwere anthos labtec», версия 2.3.0.7.

ГМ подвергался двукратной промывке в охлажденном растворе 0,9% хлорида натрия, с последующей его заморозкой и хранением при -350С. Размер очага церебральной ишемии определяли тетразолиевым методом на макросрезах [5].

Показатель «удельный объем инфаркта мозга» определяли как соотношение объема очага инфаркта мозга к объему всего мозга.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли методами непараметрической статистики с использованием программного обеспечения «Statistika 6.0 forWindows» фирмы «StatSoftInc.». Полученные результаты исследуемых групп после статистической обработки выражали в виде средних значений (M) и ошибки среднего (m). Сравнение выборок проводилось по непараметрическому критерию Манна-Уитни, с установлением уровня значимости *p≤0,05. Величины средних значений в таблицах указаны в границах M±m.

Результаты исследования и их обсуждение. При ИИ происходит переход воспалительного ответа на системный уровень, что проявлялось в виде развития синдрома системного воспалительного ответа (ССВО) [1].

Главная роль в развитии патологических изменений при развитии ССВО отводится провоспалительным цитокинам (ИЛ-1β, ИЛ-6, ФНО-α)[1].

Синтез ИЛ-1 микроглией в ответ на развитие церебральной ишемии является активирующим сигналом для запуска образования других провоспалительных цитокинов (ИЛ-6 и ФНО-α), а также стимуляции астроцитов к продукции потенциальных нейротоксичных веществ, провоспалительные цитокины, АФК и метаболиты арахидоновой кислоты [1].

У крыс группы 2 на 1 сутки после моделирования ИИ содержание ИЛ-1β в плазме крови достоверно (р≤0,05) выросло на 93,34% по сравнению с интактными животными группы №1. К 3 суткам уровень ИЛ-1β достоверно (р≤0,05) увеличился еще на 74,17% (табл.1). На 7 сутки после моделирования ИИ содержание ИЛ-1β достоверно (р≤0,05) снизилось на 65,36% по сравнению с 3 сутками.

На 14 сутки после моделирования ИИ уровень ИЛ-1β в плазме крови животных группы 2 вернулся к уровню 1 суток. Однако оставался достоверно (р≤0,05) выше на 93,34 % по сравнению с интактными животными (табл. 1).

Таблица 1

Динамика уровня ИЛ-1β у животных с экспериментальным

ишемическим инсультом

Показатель

Контроль

1 сутки

3 сутки

7 сутки

14 сутки

ИЛ- 1β

М

30,93

464,60

1798,99

623,08

407,73

±m

7,90

127,43

586,25

56,97

125,34

р

 

<0,05

<0,05

<0,05

<0,05

р*

 

 

<0,05

<0,05

>0,05

р**

 

 

 

<0,05

<0,05

р***

 

 

 

 

<0,05

Примечание:ИЛ-1β - интерлейкин-1β; р - достоверность различия по отношению исходному показателю; р*- достоверность различия по отношению показателя 1 суток после моделирования ишемического инсульта; р**- достоверность различия по отношению показателя 3 суток после моделирования ишемического инсульта; р***- достоверность различия по отношению показателя 7 суток после моделирования ишемического инсульта.

 ИЛ-6 синтезируется многими типами клеток, обеспечивающими запуск и регуляцию воспаления и иммунного ответа. ИЛ-6 активирует экспрессию молекул адгезии и хемотаксис лейкоцитов, а также является важнейшим индуктором острофазного ответа [1].

Показано, что ИЛ-1 и ФНО-α являются мощными индукторами ИЛ-6-синтетазы в астроцитах: быстрое увеличение содержания микроглиального ИЛ-1β в первые 1-2 ч церебральной ишемии вызывает усиленный синтез ИЛ-6 [1].

У животных группы 2 уровень ИЛ-6 повышался в 1 сутки и достигал максимума к 3 суткам. В дальнейшем имело место стойкое значительное повышение уровня ИЛ-6 в течение всего периода наблюдения (табл. 2).

Таблица 2

Динамика уровня ИЛ-6 у животных с экспериментальным

ишемическим инсультом

Показатель

Контроль

1 сутки

3 сутки

7 сутки

14 сутки

ИЛ-6

М

0,43

6,87

10,37

11,52

10,20

±m

0,16

1,93

1,91

2,73

2,83

р

 

<0,05

<0,05

<0,05

<0,05

р*

 

 

<0,05

<0,05

<0,05

р**

 

 

 

>0,05

>0,05

р***

 

 

 

 

>0,05

Примечание:ИЛ-6 - интерлейкин-6;р - достоверность различия по отношению исходному показателю; р*- достоверность различия по отношению показателя 1 суток после моделирования ишемического инсульта; р**- достоверность различия по отношению показателя 3 суток после моделирования ишемического инсульта; р***- достоверность различия по отношению показателя 7 суток после моделирования ишемического инсульта.

 

ФНО-α оказывает токсическое действие на нейроны путем активации системы генерации активных форм кислорода (АФК), что резко индуцирует процессы перекисного окисления липидов, в том числе, за счет взаимодействия с сигнальной системой сфингомиелинового цикла [2]. ФНО-α помимо токсического влияния, в низкой (физиологической) концентрации, оказывает защитный эффект на нейроны, путем увеличения экспрессии факторов антиоксидантной системы [2]. ФНО-α наряду с ИЛ-1β и ИЛ-6 является ключевыми медиатором микроглиальных нейроиммунных функций [1]. Таким образом, изменение его содержания влияет на степень повреждения ткани мозга. После моделирования ИИ уровень ФНО-α у животных группы №2 возрастал и оставался достоверно (р≤0,05) повышенным (более чем на 50%) без существенной динамики с 1 до 14 суток, что объясняет большую активность процессов свободно-радикальногоокисления у крыс с данной моделью патологии [6-9] (табл. 3).

Таблица 3

Динамика уровня ФНО-α у животных с экспериментальным

ишемическим инсультом

Показатель

Контроль

1 сутки

3 сутки

7 сутки

14 сутки

ФНО-α

М

8,41

17,82

18,36

17,82

21,01

±m

2,53

6,31

7,20

3,79

8,06

р

 

<0,05

<0,05

<0,05

<0,05

р*

 

 

>0,05

>0,05

>0,05

р**

 

 

 

>0,05

>0,05

р***

 

 

 

 

>0,05

Примечание: ФНО-α - фактор некроза опухоли-α; р - достоверность различия по отношению исходному показателю; р*- достоверность различия по отношению показателя 1 суток после моделирования ишемического инсульта; р**- достоверность различия по отношению показателя 3 суток после моделирования ишемического инсульта; р***- достоверность различия по отношению показателя 7 суток после моделирования ишемического инсульта.

 

β-эндорфин важнейший представитель семейства ОП является агонистом µ и δ классических ОР [10]. Имеются данные свидетельствующие о нейропротекторном, противовоспалительном, антиоксидантном, нейротрофическом, антигипоксическом эффектах активации δ-опиоидных рецепторов [10].

Содержание β-эндорфина в плазме крови интактных животных составило 27,52±6,14 пг/мл (табл. 4).

Таблица 4

Содержание β-эндорфина у животных с экспериментальным

ишемическим инсультом

Показатель

Контроль

1 сутки

3 сутки

7 сутки

14 сутки

β-эндорфин, М

27,51

13,95

11,10

9,63

9,62

±m

6,13

1,88

1,33

2,65

3,02

р

 

<0,05

<0,05

<0,05

<0,05

р*

 

 

<0,05

<0,05

<0,05

р**

 

 

 

>0,05

>0,05

р***

 

 

 

 

>0,05

Примечание:р - достоверность различия по отношению исходному показателю; р*- достоверность различия по отношению показателя 1 суток после моделирования ишемического инсульта; р**- достоверность различия по отношению показателя 3 суток после моделирования ишемического инсульта; р***- достоверность различия по отношению показателя 7 суток после моделирования ишемического инсульта.

В плазме крови животных из группы 2 на 1 сутки после моделирования ИИ уровень β-эндорфина составил 13,95±1,88 пг/мл, что достоверно (р≤0,05) меньше на 49,31 %, чем в плазме крови животных группы 1 (табл. 4).К 3 суткам после моделирования ИИ в плазме крови животных группы 2 уровень β-эндорфина по сравнению с 1 сутками стал достоверно (р≤0,05) меньше на 20,35% и составил 11,11±1,33 пг/мл. Это достоверно (р≤0,05) меньше на 59,62%, чем в плазме крови животных группы №1 (табл. 4).

На 7 сутки после моделирования ИИ в плазме крови животных группы 2 содержание β-эндорфина по сравнению с 1 сутками стало достоверно (р≤0,05) меньше на 30,89%. По сравнению с 3 сутками содержание β-эндорфина достоверно (р≥0,05) не изменилось и составило 9,64±2,66 пг/мл, что достоверно (р≤0,05) меньше на 64,97%, чем в плазме крови животных группы 1 (табл. 4).

К 14 суткам после моделирования ИИ в плазме крови животных группы 2 уровень β-эндорфина по сравнению с 3 и 7 сутками достоверно (р≥0,05)  не изменился. По сравнению с 1 сутками он остался достоверно (р≤0,05) меньше на 30,96% и составил 9,63±3,02 пг/мл (табл. 4).

Итак, моделирование ИИ вызывало падение уровня β-эндорфина на 1 сутки. К 3 суткам содержания β-эндорфина достигало минимума и оставалось на этом уровне на 7 и 14 сутки.

Для оценки динамики объема очага инфаркта определяли показатель «удельный объем инфаркта мозга» путем подсчета соотношения объема очага инфаркта мозга к объему всего мозга.

На срезах мозга животных группы2,сделанных на 1 и 3 сутки, четко выявлялась область инфаркта мозга, локализованная в зоне кровоснабжения ПСМА с захватом неокортекса и небольшого участка каудопутамена. Удельный объем очага инфаркта мозга у крыс группы 2 на 1 сутки составил 0,108±0,003 у.е. На 3 сутки он достоверно (р≤0,05) возрастал на 18,3% и составлял 0,132±0,010 у.е.

Выводы.При моделировании ишемического инсульта у крыс путем коагуляции ПСМА нарушение кровотока приводит к развитию инфаркта мозга, который локализуется преимущественно в неокортексе и захватывает небольшую область каудопутамена. На 3сутки имеет место прирост его объема на 18,3%.

Моделирование ишемического инсульта сопровождается значительным ростом содержания провоспалительных цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-6, ФНО-α) в периферической крови. Это явление сопровождается прогрессирующим снижением уровняβ-эндорфина, что указываетна депрессию эндогенной опиоидергической стресс-лимитирующей системы при экспериментальном ишемическом инсульте.

Рецензенты:

Колесникова Н.В., д.б.н., профессор,заведующая ЦНИЛ Отдела клинической экспериментальной иммунологии и молекулярной биологии ГБОУ ВПО КубГМУ Минздрава России, г. Краснодар;

АбушкевичВ.Г., д.м.н., профессор кафедры нормальной физиологии ГБОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет Минздрава России» г. Краснодар.

 


Библиографическая ссылка

Трофименко А.И., Каде А.Х., Мясникова В.В., Пирогова Н.П., Занин С.А. β-ЭНДОРФИН И ЦИТОКИНОВЫЙ ПРОФИЛЬВ ДИНАМИКЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=16368 (дата обращения: 08.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074