Регистрация / Вход
Прислать материал

Особенности влияния гипоксического воздействия и антиоксиданта на параметры ядрышкового организатора клеток миокарда и головного мозга белых крыс

Сведения об участнике
ФИО
Самохвалов Николай Владимирович
Вуз
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Науки о жизни и медицина
Раздел области наук
Фундаментальная медицина и физиология
Тема
Особенности влияния гипоксического воздействия и антиоксиданта на параметры ядрышкового организатора клеток миокарда и головного мозга белых крыс
Резюме
Свободные радикалы играют важную роль в развитии патологических процессов, сопровождающих гипоксические состояния. Повреждающее действие гипоксии характеризуется лавинообразным накоплением недоокисленных продуктов с появлением высокотоксичных свободных радикалов,что в свою очередь приводит к дезорганизации дыхательной цепи и энергетическому дефициту в клетках. Вместе с тем, в научной литературе активно обсуждается двойная роль активных метаболитов кислорода в живом организме. Известно, что умеренное количество активных форм кислорода способствует активации программ клеточного выживания и, следовательно, предотвращает более глубокие структурные изменения.
Ключевые слова
Особенности влияния гипоксического воздействия и антиоксиданта на параметры ядрышкового организатора клеток миокарда и головного мозга белых крыс
Цели и задачи
Нами были определены основные цели данного исследования:
• Установить особенности реагирования ткани головного мозга, миокарда на умеренную гипоксию основываясь на морфологических данных
• Дать сравнительную характеристику эффектов антиоксиданта ДГК в клетках головного мозга и миокарда белых крыс, подвергнутых умеренной гипоксии
Введение

Свободные радикалы играют важную роль  в развитии патологических процессов, сопровождающих гипоксические состояния. Повреждающее действие гипоксии характеризуется лавинообразным накоплением недоокисленных продуктов с появлением высокотоксичных свободных радикалов, что а свою очередь приводит к дезорганизации дыхательной цепи и энергетическому дефициту в клетках. Вместе с тем, в научной литературе активно обсуждается двойная роль активных метаболитов кислорода в живом организме. Известно, что умеренное количество активных форм кислорода способствует активации программ клеточного выживания и, следовательно, предотвращает более глубокие структурные изменения.

Методы и материалы

Материалы и методы: Всего в эксперименте было использовано 33 крысы. Половозрелых  самцов линии Вистар подвергали повторной  гипобарической гипоксии. Животных помещали в барокамеру и моделировали высоту 9000 метров над уровнем моря . Явления гипоксии планировали корригировать использованием полифенольного антиоксиданта дегидрокверцетина. Были сформированы 4 экспериментальные группы: группа «Контроль» - ежедневно в течении 5 дней животные подвергались интраперитонеальному введению растворителя (0,1 мл физиологического раствора); группа «Дигидрокверцетин» - ежедневно в течении 5 дней животные подвергались интраперитонеальному введению дигидрокверцетина в дозе 50 мг/кг в 0,1 мл физиологического раствора;  группа «Гипоксия» -  ежедневно в течение 5 дней животные были подвергнуты 4-часовой гипоксии, за 1 час до гипобарического воздействия осуществляли  интраперитонеальное введение  0,1 мл физиологического раствора; группа «дигидрокверцетин+гипоксия» - ежедневно в течение 5 дней животные были подвергнуты 4-часовой гипоксии, за 1 час до гипоксии животные подвергались интраперитонеальному введению дигидрокверцетина в дозе 50 мг/кг в 0,1 мл физиологического раствора. Через 24 после последнего воздействия были забраны биоптаты сердца и  головного мозга, проведена гистологическая обработка. Статистическая обработка включала вычисление средних показателей, ошибок средних показателей и сопоставление  статистических выборок по критерию Стьюдента.

Описание и обсуждение результатов

Результаты исследования:     Повторная пятикратная гипоксия не вызвала статистически достоверных изменений  количества ядрышек в ядрах кардиомиоцитов желудочков сердца белых крыс. Морфометрическое исследование показало статистически значимое уменьшение размера ядер на 24,9% и общей площади ядрышек  на 18,7% в кардиомиоцитах левого желудочка. Коррекция гипоксии  дигидрокверцетином не вызвала статистически значимых изменений в количестве ядрышек в ядрах кардиомиоцитов в левом и правом желудочках сердца взрослых белых крыс. Морфометрическое исследование показало достоверное снижение площади ядер на 14% и статистически значимым уменьшением общей площади ядрышек на 31,2% в левом желудочке кардиомиоцитов.  Таким образом, воздействие антиоксиданта не повлияло на кардиальные последствия оксидативного стресса.

Во II и V слоях неокортекса собственнотеменной доли полушарий головного мозга   проявлялось стимулирующее влияние дигидрокверцетина  на анаболические процессы: мы наблюдали  увеличение количества ядрышек в ядрах клеток.

Гипоксия угнетала анаболические процессы в исследованных слоях неокортекса: было зарегистрировано достоверное увеличение количества ядер с 1 ядрышком.

Введение дигидрокверцетина  до гипоксии нивелировало постгипоксические отклонения во II слое неокортекса. Однако, в V слое неокортекса мы наблюдали достоверное уменьшение  количества ядер с 4 и 5 ядрышками.

В поле СА1 гиппокампа ни дигидрокверцетин, ни гипоксия не вызывали каких-либо изменений регистрируемых показателей. Введение дигидрокверцетина  до гипоксии достоверно уменьшало среднее количество ядрышек в ядрах нейронов, снижало количество нейронов с 3 и 5 ядрышками, что свидетельствует в пользу существенного уменьшения анаболической активности в этих условиях.

Таким образом, полученные нами данные не подтверждают защитную роль антиоксиданта дигидрокверцетина  в условиях хронической гипоксии. Нецелевой прием антиоксидантов, возможно,  способен  влиять на "полезные"  активные формы  кислорода, способствующие активации компенсаторных процессов в клетке. 

Используемые источники
1)Буреш, Я. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения / Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж. - М: 1991. - Высшая школа. - 399 с.
2)Мамаев, Н. Н. Метод оценки белоксинтезирующей функции кардиомиоцитов человека / Н. Н. Мамаев, А. Я. Гудкова, Х. К. Аминева // Арх. анат., гистол. и эмбриол..- 1989. - Т. XCVI, №5.- С. 69-72
3)Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Свободные радикалы и клеточная xемилюминесценция // Успехи биологической химии. - 2009. - Т. 49. - С. 341-388.
4)Меньшикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К. и др. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. - М.: Фирма "Слово", 2006. - С. 556.
5) Braganhol E., Zamin L.L., Canedo D., et al. Antiproliferative effect of quercetin in the human U138MG glioma cell line // Anti-Cancer Drugs. - 2006. - Vol. 17 (6). - P. 663-671.

Information about the project
Surname Name
Nikolay Samokhvalov
Project title
Features of influence of hypoxia and antioxidant parameters in the nucleolar organizer myocardial cells and brain white rats
Summary of the project
Free radicals play an important role in the development of pathological processes accompanying hypoxic conditions. The damaging effect of hypoxia is characterized by avalanche accumulation of oxidized products with the advent of highly toxic free radicals and turn leads to disruption of the respiratory chain and the energy deficiency in cells. However, the scientific literature discussed actively double role of active oxygen metabolites in vivo. It is known that a moderate amount of reactive oxygen promotes the activation of cell survival programs (repair) and therefore prevents deeper structural changes.

One way to prevent oxidative stress is the introduction of antioxidants capable in low concentrations inhibit the excessive formation of reactive oxygen species. Recently, much interest Dihydroquercetin antioxidant (Taxifolin). This natural flavonoid with a wide variety of physiological actions. It reduces the permeability and fragility of capillaries, relieves smooth muscle spasm.Materials and Methods: A total of 33 rats were used in the experiment. Sexually mature male Wistar were repeated hypobaric hypoxia. The animals were placed in a pressure chamber and a simulated altitude of 9000 meters above sea level (oxygen partial pressure 42 mm Hg). The phenomena of hypoxia planned to correct the use of polyphenol antioxidant degidrokvertsetina. 4 experimental groups were formed: group "Control" - daily for 5 days, the animals were subjected to intraperitoneal administration of solvent (0.1 ml saline); group "Dihydroquercetin" - daily for 5 days the animals were subjected to intraperitoneal administration of Taxifolin at 50 mg / kg in 0.1 ml saline; group "Hypoxia" - daily for 5 days, animals were subjected to 4 hours of hypoxia, for 1 hour before exposure to hypobaric performed intraperitoneal administration of 0.1 ml saline; group "dihydroquercetin hypoxia +" - daily for 5 days, animals were subjected to 4 hours of hypoxia, for 1 hour before the animals were subjected to hypoxia dihydroquercetin intraperitoneal administration at 50 mg / kg in 0.1 ml saline.

In 24 after the last exposure were collected heart and brain biopsy, performed histological processing. To identify the nucleolar organizer histological tissue sections were stained with silver nitrate (method AgNORs). Determined by the average number of nucleoli in the nuclei of cells of tissues, the average area of ​​the nuclei and the average total area of ​​nucleoli in the nucleus. Computer morphometric analysis was performed using the analyzer "Mekos-D" image. Statistical processing included calculation of averages, the average error and comparison of statistical sampling by Student's test.Results: Repeated fivefold hypoxia did not cause statistically significant changes in the number of nucleoli in the nucleus of cardiomyocytes ventricular white rats. The morphometric study showed a statistically significant reduction in the size of the nuclei by 24.9% and the total area of ​​nucleoli by 18.7% in left ventricular cardiomyocytes. Correction digidrokvertcetinom hypoxia did not cause a statistically significant change in the number of nucleoli in nucleus of cardiomyocytes in left and right heart ventricles of adult white rats. The morphometric study showed a significant decrease in the area of ​​nuclear 14% and statistically significant reduction in the total area of ​​nucleoli by 31.2% in the left ventricle cardiomyocytes. Thus, the impact of antioxidant did not affect the cardiac effects of oxidative stress.

In layers II and V of the neocortex sobstvennotemennoy share hemispheres of the brain manifested stimulating influence of DHQ on anabolic processes we observed an increase in the number of nucleoli in the nuclei of cells.

Hypoxia oppressed anabolic processes in the studied layers of the neocortex: a significant increase in the number of cores from 1 nucleolus have been reported.

Introduction to hypoxia Dihydroquercetin graded posthypoxic deviations in layer II of the neocortex. However, in the V layer of the neocortex, we observed a significant decrease in the number of cores with 4 and 5 nucleoli.

In the hippocampal CA1 nor Dihydroquercetin or hypoxia did not cause any changes in the registered figures. Introduction Dihydroquercetin to hypoxia significantly reduced the mean number of nucleoli in the nuclei of neurons, reduces the number of neurons with 3 and 5 nucleoli that the evidence in favor of a substantial reduction of anabolic activity in these conditions.

Thus, our findings do not support a protective role of antioxidant Dihydroquercetin in chronic hypoxia. Receiving untargeted antioxidants may able to influence the "useful" reactive oxygen species that promote the activation of compensatory processes in a cell.
Keywords
Features of influence of hypoxia and antioxidant parameters in the nucleolar organizer myocardial cells and brain white rats