Отсутствие возможности до конца проследить наиболее ранние этапы возникновения микрореологических нарушений эритроцитов на человеке ввиду выпадения из поля зрения клиницистов лиц с первыми признаками АГ и возникающей на ее фоне дислипидемии диктует потребность проведения экспериментальных исследований на лабораторных животных с моделированием у них АГ, а затем дислипидемии. В этой связи в работе была поставлена цель: оценить динамику патологических проявлений в плазме и эритроцитах крыс в условиях экспериментального последовательного формирования артериальной гипертонии и дислипидемии.
Методика исследования
В исследование включено 68 крыс-самцов линии Вистар в возрасте 2,5-3 месяцев, полученных от здоровых самок первым-вторым пометом. Из них 33 животных получали комбикорм производства «Лабораторкорм» (Россия) в полном объеме, не подверглись воздействиям и составили группу контроля. Они были обследованы двукратно: в исходе и в возрасте 4-4,5 месяцев, т.е. одновременно с окончанием наблюдения за экспериментальными крысами. Ввиду отсутствия статистически значимых различий между результатами обоих обследований полученные данные представлены одной цифрой - их средней арифметической. У 35 крыс была сформирована артериальная гипертония путем назначения им на 2 недели кардиовазонефопатогенной полусинтетической диеты, обогащенной холестерином, нагруженной солями двузамещенного фосфорнокислого водного натрия и дефицитной по калию и магнию на фоне ежедневного внутримышечного введения суспензии гидрокортизона ацетата 1,5 мг на 100 г массы тела животного при замене воды для питья на 1%-ный раствор поваренной соли и холодовым воздействием на животных в конце данного 2-недельного воздействия - 4ºС в течение 4 ч [1]. Спустя трое суток после формирования АГ эти крысы помещались в тесные клетки по 1 особи на 30 суток и начинали получать высококалорийную диету, состоящую из комбикорма (47%), сладкого сгущенного молока (44%), растительного масла (8%) и растительного крахмала (1%), что обеспечило следующий состав их рациона: жиры 29,6%, протеины 14,8%, углеводы 55,6%.
Экспериментальные крысы обследовались пятикратно - в исходе, в конце формирования АГ, спустя трое суток после моделирования АГ (в начале дополнительного формирования дислипидемии), через 15 суток дополнительного формирования дислипидемии и в конце ее экспериментального создания [3].
Измерения артериального давления (АД) у животных выполнялись неинвазивно на приборе MLU/4c501 методом наложения хвостовой манжеты (MedLab, Китай). Уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ) в плазме животных выявляли по количеству содержащихся в ней тиобарбитуровая кислота (ТБК)-активных продуктов набором «Агат-Мед» и по содержанию ацилгидроперекисей (АГП) с учетом уровня антиокислительной активности (АОА) жидкой части крови [2]. В эритроцитах определялись концентрации малонового диальдегида (МДА) и АГП, а также активность каталазы и супероксиддисмутазы (СОД) [2]. В красных кровяных тельцах энзиматически был оценен уровень холестерола (ХС) набором «Виталдиагностикум» (Россия) и выяснена концентрация общих фосфолипидов (ОФЛ) по содержанию фосфора с расчетом соотношения ХС/ОФЛ. Цитоархитектоника красных кровяных телец определялась с помощью световой фазовоконтрастной микроскопии с подразделением их на дискоциты, обратимо деформированные и необратимо измененные формы [8]. Агрегационную активность эритроцитов выясняли с помощью светового микроскопа в камере Горяева по количеству их агрегатов, количеству агрегированных и не вступивших в агрегацию красных кровяных телец во взвеси отмытых эритроцитов [8]. Результаты обработаны критерием t- Стьюдента.
Результаты исследования
У экспериментальных крыс после формирования АГ отмечено стабильное повышение уровней систолического и диастолического АД. Это сохранялось у крыс и на фоне развития дислипидемии до конца наблюдения (табл.).
У крыс с АГ отмечено повышение в плазме количества АГП и ТБК-активных продуктов. При возникновении у этих животных дислипидемии концентрации АГП и ТБК-продуктов в плазме дополнительно увеличивались, существенно превышая цифры контроля. Выявленное усиление ПОЛ при последовательном моделировании у крыс АГ и дислипидемии оказалось возможно вследствие постепенного ослабления АОА плазмы суммарно на 43,8% (табл.).
При формировании АГ в эритроцитах крыс количество холестерина несколько повышалось, тогда как содержание в их мембранах ОФЛ испытало тенденцию к снижению, что существенно дополнительно усиливалось в ходе развития дислипидемии, приводя в конечном счете к увеличению градиента ХС/ОФЛ на 43,1%.
В ходе формирования АГ в эритроцитах крыс активировалось ПОЛ за счет ослабления активности их антиоксидантной защиты. Данные изменения достоверно усиливались в ходе последующего развития дислипидемии, вызывая рост АГП и МДА в эритроцитах до 3,02±0,020 Д233/1012 эр. и 1,67±0,014 нмоль/1012 эр. Выявленные изменения активности ПОЛ в эритроцитах у модельных животных при формировании у них АГ и дислипидемии оказались возможны в результате суммарной депрессии их каталазы и супероксиддисмутазы на 24,8% и 22,6% соответственно (табл.).
При формировании АГ, а затем дислипидемии в крови у крыс отмечено понижение количества эритроцитов-дискоцитов и повышение количества измененных обратимо и необратимо эритроцитов. При развитии у крыс полной картины двойной патологии найдено увеличение суммы красных кровяных телец в агрегате и количества этих агрегатов при одновременном снижении числа свободных красных кровяных телец на 35,0%, 73,2% и 19,7% соответственно (табл.).
Динамика артериального давления, биохимических и гематологических показателей у экспериментальных крыс
|
Регистрируемые параметры |
Экспериментальное формирование АГ, M±m, n=35 |
Экспериментальное формирование дислипидемии на фоне АГ, M±m, n=35 |
Контроль, M±m, n=33 |
|||
|
исходное состояние |
окончание формирования АГ |
исходное состояние |
промежуточный этап |
Окончание формирования дислипидемии на фоне АГ |
||
|
Систолическое АД, мм рт. ст. |
110,4±0,23 |
152,6±0,41 р<0,01 |
152,0±0,39 р<0,01 |
149,9±0,51 р<0,01 |
152,4±0,51 р<0,01 |
110,5±0,33 |
|
Диастолическое АД, мм рт. ст. |
74,2±0,32 |
94,8±0,33 р<0,01 |
95,1±0,28 р<0,01 |
94,6±0,39 р<0,01 |
95,2±0,42 р<0,01 |
73,6±0,40 |
|
ОХС, ммоль/л |
2,18±0,007 |
2,20±0,009
|
2,21±0,01 |
2,50±0,010 р<0,01 |
2,82±0,011 р<0,01 |
2,19±0,008 |
|
ХС ЛПВН, ммоль/л |
1,14±0,009 |
1,13±0,011
|
1,16±0,012
|
1,00±0,010 р<0,05 |
0,89±0,016 р<0,01 |
1,17±0,005 |
|
ХС ЛПНП, ммоль/л |
0,56±0,008 |
0,58±0,007 |
0,57±0,005
|
0,88±0,009 р<0,01 |
1,12±0,011 р<0,01 |
0,55±0,002 |
|
ХС ЛПОНП, ммоль/л |
0,48±0,006 |
0,49±0,009 |
0,48±0,005 |
0,62±0,008 р<0,01 |
0,81±0,006 р<0,01 |
0,47±0,005 |
|
ТГ, ммоль/л |
1,06±0,009 |
1,08±0,009
|
1,07±0,004 |
1,38±0,009 р<0,01 |
1,79±0,010 р<0,01 |
1,05±0,004 |
|
ОЛ, ммоль/л |
3,02±0,012 |
3,05±0,008
|
3,06±0,009 |
4,28±0,010 р<0,01 |
5,20±0,12 р<0,01 |
3,04±0,007 |
|
АГП в плазме, Д233/1мл |
1,35±0,007 |
1,74±0,006 р<0,01 |
1,78±0,005 р<0,01 |
2,36±0,009 р<0,01 |
2,85±0,012 р<0,01 |
1,38±0,004 |
|
ТБК-активные продукты в плазме, мкмоль/л |
2,15±0,009 |
2,91±0,007 р<0,01 |
2,94±0,008 р<0,01
|
3,41±0,016 р<0,01
|
4,20±0,014 р<0,01 |
2,12±0,008 |
|
Антиоксидантный потенциал плазмы, % |
28,9±0,15 |
24,7±0,09 р<0,05 |
24,8±0,13 р<0,05
|
22,3±0,10 р<0,01
|
20,1±0,09 р<0,01
|
29,0±0,10 |
|
ХС эритроцитов, мкмоль/1012эр. |
0,92±0,004 |
0,94±0,006
|
0,94±0,007
|
1,09±0,005 р<0,01 |
1,16±0,009 р<0,01 |
0,93±0,005 |
|
ОФЛ эритроцитов, мкмоль/1012эр. |
0,49±0,003 |
0,47±0,004 |
0,47±0,006
|
0,45±0,005 р<0,05
|
0,43±0,009 р<0,01 |
0,49±0,003 |
|
ХС/ОФЛ эритроцитов |
1,88±0,003 |
2,00±0,007 р<0,05 |
2,00±0,005 р<0,05 |
2,42±0,009 р<0,01 |
2,69±0,010 р<0,01 |
1,89±0,004 |
|
АГП эритроцитов, Д233/1012эр. |
2,04±0,012 |
2,39±0,010 р<0,01 |
2,41±0,015 р<0,01 |
2,88±0,018 р<0,01 |
3,02±0,020 р<0,01 |
2,05±0,010 |
|
МДА эритроцитов, нмоль/1012эр. |
1,11±0,006 |
1,26±0,007 р<0,01 |
1,25±0,009 р<0,01 |
1,39±0,012 р<0,01
|
1,67±0,014 р<0,01 |
1,10±0,006 |
|
Каталаза эритроцитов, МЕ/1012эр. |
9274,1±10,60 |
8400,0±9,80 р<0,01 |
8410,0±11,50 р<0,01 |
7900,0±12,30 р<0,01 |
7430,0±13,10 р<0,01 |
9300,0±19,40 |
|
СОД эритроцитов, МЕ/ 1012эр. |
1815,0±1,02 |
1700,0±2,10 р<0,05 |
1705,0±3,05 р<0,05 |
1660,0±2,72 р<0,01 |
1480,0±2,84 р<0,01 |
1820,0±7,54 |
|
Дискоциты, %
|
86,1±0,08 |
77,5±0,05 р<0,01 |
77,8±0,07 р<0,01 |
70,6±0,09 р<0,01 |
65,0±0,13 р<0,01 |
85,8±0,07
|
|
Обратимо изм. эритроциты, % |
7,7±0,14 |
15,2±0,15 р<0,01 |
14,8±0,12 р<0,01 |
20,6±0,16 р<0,01 |
25,6±0,11 р<0,01 |
8,1±0,14
|
|
Необратимо изм. эритроциты, %
|
6,2±0,12 |
7,3±0,14 р<0,01 |
7,4±0,10 р<0,01 |
8,8±0,15 р<0,01 |
9,4±0,16 р<0,01 |
6,1±0,09
|
|
Сумма всех эритроцитов в агрегате |
38,0±0,08 |
45,2±0,05 р<0,01 |
45,0±0,06 р<0,015 |
48,8±0,09 р<0,05 |
51,3±0,10 р<0,01 |
37,9±0,11
|
|
Количество агрегатов |
8,6±0,10 |
10,7±0,09 р<0,01 |
10,8±0,11 р<0,01 |
12,6±0,10 р<0,01 |
14,9±0,13 р<0,01 |
8,5±0,07
|
|
Количество свободных эритроцитов |
251,6±0,32 |
232,6±0,40 р<0,05 |
233,0±0,48 р<0,05
|
227,5±0,52 р<0,05
|
210,1±0,50 р<0,01
|
249,6±0,17
|
Условные обозначения: р - найденная достоверность различий показателей с группой контроля.
Обсуждение
В ходе последовательного развития у крыс АГ, а затем дислипидемии отмечено весьма свойственное для человека [10] ослабление антиоксидантного потенциала плазмы, что приводит к постепенному повышению в ней количества АГП и ТБК-активных соединений и ухудшению метаболизма в тканях. Кроме того, активация процессов ПОЛ в плазме неизбежно вызывала альтерацию поверхностных структур форменных элементов крови [6], в том числе наиболее многочисленной их популяции - эритроцитов, что весьма негативно сказывалось на их функциях.
Формирующиеся в эксперименте изменения в соотношении между фракциями липидов мембран красных кровяных телец и активация в них ПОЛ у модельных крыс весьма рано нарушали рецепторные и пострецепторные механизмы их функционирования [18]. Возникающий липидный дисбаланс в мембранах приводил также к отрицательной динамике в регуляции в эритроцитах ионного и антиоксидантного статуса, которая обеспечивала негативные изменения их метаболизма и структурно-функциональных свойств в сосудах и форменных элементах крови, что начинает проявляться уже в весьма ранние сроки при формировании АГ [10]. Это неизбежно вело к снижению количества отрицательных зарядов, экспонированных на поверхности эритроцитов, ответственных за поддержание клеток в дезагрегированном состоянии. В основе данного явления, видимо, лежало уменьшение в мембранах эритроцитов на фоне активации ПОЛ количества сиаловых кислот, что приводило к выраженному приросту способности эритроцитов к агрегации. Кроме того, создающаяся ситуация во многом благоприятствовала утрате значительной частью эритроцитов своей двояковогнутой формы, затрудняющей процесс их перемещения по сосудам в бассейне микроциркуляции. Возникающие изменения в эритроцитах ухудшают их цитоархитектонику, приводя к повышению в крови обратимо и необратимо измененных их разновидностей [5].
Найденное у модельных крыс усиление агрегации эритроцитов во многом обеспечивалось возникающими изменениями заряда их мембраны по причине деградации на ней имеющих отрицательный заряд гликопротеинов под действием интенсивного ПОЛ [6]. Усиление генерации активных форм кислорода в этих условиях обеспечивало в создаваемой модели оксидативную альтерацию структур мембраны при одновременном повреждении глобулярных протеинов плазмы, способных соединяться в виде мостиков между отдельными эритроцитами и реализовать процесс их агрегации.
Есть основания полагать, что выявленное повышение агрегации эритроцитов у экспериментальных крыс во многом также связано с воздействием катехоламинов, концентрация которых при различных неблагополучиях в организме и особенно АГ в сочетании с дислипидемией может значительно повышаться [10]. Данное повышение во многом имеет компенсаторное значение, так как направлено на интенсификацию метаболизма в испытывающих обменные трудности органах и тканях. Катехоламины действуют через специфические α-адренорецепторы: α1, α2а, α2в и α2с. При активации α1-рецепторов в качестве посредника выступает система Са2+-кальмодулин с вовлечением в каскад внутриклеточных реакций фосфатидилинозитола. Активация α2-адренорецепторов реализуется путем подавления аденилатциклазы вследствие влияния рецептора-агониста на Gi-белки, приводя к понижению количества цАМФ в эритроцитах [5].
Заключение
Создание у крыс сначала АГ, а затем дислипидемии постепенно ослабляет антиоксидантную защиту плазмы крови и эритроцитов, усиливая в них ПОЛ. Развивающиеся нарушения у экспериментальных животных постепенно ухудшают цитоархитектонику эритроцитов и повышают их агрегационную способность, делая ее сравнимой с таковой у лиц с АГ и дислипидемией. Созданная модель позволила выяснить выраженность нарушений в плазме и эритроцитах при дебюте последовательного развития АГ и дислипидемии, что весьма характерно для популяций промышленно развитых стран.
Рецензенты:
Громнацкий Н.И., д.м.н., профессор, профессор кафедры терапии № 2 Курского государственного медицинского университета, г. Курск;
Жукова Л.А., д.м.н., профессор, зав. кафедрой эндокринологии и диабетологии Курского государственного медицинского университета, г. Курск.
Библиографическая ссылка
Медведев И.Н., Скорятина И.А. ДИНАМИКА ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ В ПЛАЗМЕ И ЭРИТРОЦИТАХ КРЫС В МОДЕЛИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СОЗДАНИЯ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТОНИИ И ДИСЛИПИДЕМИИ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 5. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=22191 (дата обращения: 18.04.2024).