НЕЙРОХИМИЯ, 2012, том 29, № 1, с. 45-51
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
УДК 577.121.9
ОБМЕН МОНОАМИНОВ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ КРЫС С ХРОНИЧЕСКОЙ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ НЕИШЕМИЧЕСКОГО ГЕНЕЗА
© 2012 г. М. Л. Мамалыга*
Московский педагогический государственный университет, Москва
Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) модулирует активность центральных моноаминер-гических систем ЦНС. Увеличение индексов диоксифенилуксусная кислота/дофамин и 5-оксиин-долилуксусная кислота/серотонин в большинстве исследованных отделов мозга при ХСН свидетельствует о высокой активности дофимин — и серотонинергической систем и функциональной нагрузке, испытываемой этими структурами при формировании в ЦНС компенсаторных антигипоксических процессов, направленных на поддержание нормальной церебральной гемодинамики. Однако если на фоне ХСН возникает судорожный припадок, то это может привести к недостаточности компенсаторных и восстановительных процессов, что сопровождается снижением содержания дофамина, серотонина и их метаболитов в большинстве исследованных отделов мозга. При этом у животных повышается судорожная готовность, чего не наблюдается в постсудорожный период у крыс без сердечной патологии. Таким образом, ХСН пролонгирует постсудорожные нарушения в мозге, лимитирует его восстановление возможности, что служит патогенетической основой для повторных судорог.
Ключевые слова: моноамины, хроническая сердечная недостаточность, мозг, судороги.
ВВЕДЕНИЕ
Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) является наиболее частой патологией сердца. Это финальный результат большинства сердечно-сосудистых заболеваний и одна из основных причин смертности. Высокая чувствительность мозга к недостатку кислорода, а также веществ, обеспечивающих энергетические и пластические ресурсы, делает его высоко уязвимым при нарушениях функций сердца. Как свидетельствует клиническая практика, проявление неврологических нарушений на фоне сердечной дисфункции наблюдается у значительной части населения высокоразвитых стран [1]. Для определения этой патологии введен специальный термин "кар-диоцеребральный синдром", отражающий нарушения функций мозга, обусловленные сердечной патологией [1—3]. Прогрессирующая сердечная недостаточность сопровождается медленно нарастающей дисфункцией церебральной циркуляции, приводящей к разнообразным функциональным нарушениям мозга, в основе которых лежит несоответствие между мозговым кровоснабжением и метаболическими возможностями ЦНС [4].
Однако фундаментальных работ, изучающих нейрохимические и нейрофизиологические ос-
*Адресат для корреспонденции: 129278, Москва, ул. Кибальчича, 6, корп. 4; тел.: 8-906-794-77-05; e-mail: mamalyga83@mail.ru.
новы кардиоцеребрального синдрома крайне недостаточно. Вместе с тем понимание механизмов причинно-следственных взаимоотношений в системе мозг—сердце при патологических состояниях исключительно важно для клинической практики, поскольку дает возможность выяснить, как нарушения сердечной деятельности затрагивают функции мозга и как это в дальнейшем сказывается на восстановительных процессах в ЦНС. Актуальность этих вопросов продемонстрировал I Национальный конгресс "Кардио-неврология", состоявшийся в Москве в 2008 г.
Одним из наиболее тяжелых заболеваний ЦНС, приводящим к нейродегенеративным изменениям в мозге, является судорожное состояние [5]. Нередко судороги проявляются у людей с сердечной недостаточностью, что осложняет течение постсудорожного восстановления мозга. Кроме того, первопричина ряда судорожных состояний не всегда связана с патологическими нарушениями в мозге, она может быть обусловлена дисфункцией сердечно-сосудистой системы [6]. При этом сердечная недостаточность часто ведет к нарушениям мозговой гемодинамики, а судорожные состояния приводят к дополнительным спазмам церебральных сосудов [7, 8]. По мнению авторов, отягощающая роль в этих процессах в значительной мере принадлежит гипоксическо-ишемическим поражениям мозга, возникающим как при самих судорогах, так и связанных с ними сердечных дисфункциях.
Учитывая важную роль моноаминергических (МА) систем в патогенезе судорожных состояний [8, 9], цель настоящего исследования — изучение метаболизма моноаминов мозга в постсудорожный период у животных с хронической сердечной недостаточностью, а также влияния данной сердечной патологии на проявление судорожной готовности.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Модель ХСН. Исследования проведены на крысах-самцах линии Вистар, массой 180—200 г. Для создания ХСН использовали адекватную модель, разработанную для мелких лабораторных животных (крыс), позволяющую создавать эту патологию различной степени тяжести [10, 11]. Согласно методу, в каждую плевральную полость животного дробно вводили силиконовое масло, что приводило к постепенно развивающейся ХСН: первое введение масла осуществляли в дозе по 1.5 мл/100 г массы крысы, второе — через месяц по 1 мл/100 г. Эти процедуры проводили под тиопенталовым наркозом, которого достигали путем внутрибрюшинного введения 1%-ного раствора тиопентала натрия в дозе 15—20 мг/кг массы тела животного.
Пентилентетразоловые судороги. Через месяц после последнего введения масла у животных вызывали клонико-тонические судороги. Для этих целей с помощью инфузомата (Braun Perfusor Compact, Германия) им внутривенно вводили 1%-ный раствор пентилентетразола (ПТЗ, "Sigma", USA) со скоростью 0.1 мл/мин. Пороговую дозу ПТЗ, при которой появляются клонико-тониче-ские судороги, определяли индивидуально для каждого животного и выражали ее в мг/кг массы тела. Одна из задач исследования заключалась в изучении возможности пролонгирования повышенной судорожной готовности, возникающей после однократных судорог у крыс с ХСН и без сердечной патологии. Для этого животным обеих групп через 48 ч после первого судорожного припадка повторно вводили тот же раствор ПТЗ в указанном выше режиме. Крысы контрольной группы получали эквивалентные объемы физиологического раствора. Животных, предназначенных для исследования моноаминов в ЦНС, дека-питировали через 48 ч после судорог.
Все исследования проведены в строгом соответствии с основными биоэтическими "Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных", "Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных" [12] и "Правилами лабораторной практики в Российской Федерации" (приказ МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 г.).
Метод хроматографии. Содержание моноаминов (МА): норадреналина (НА), дофамина (ДА), серотонина (СТ) и продукты их дезаминиро-вания — диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК), 5-оксииндолилуксусной кислоты (5-ОИУК) определяли с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с электрохимической детекцией в среднем мозге, где в основном локализованы тела МА-ергических нейронов и структурах головного мозга, получающих данную иннервацию (в вентральном гипоталамусе, гиппокампе и фронтальной коре). Выделенные отделы мозга взвешивали и гомогенизировали в 20-кратном объеме 0.1 N HClO4, содержащем 0.1%-ный калий метабисульфит и внутренний стандарт — 3,4-дигидроксибензиламин (ДГБА) ("Sigma", USA), его конечное содержание составляло 20 нг/мл. Гомогенаты центрифугировали в течение 10 мин при 4°С и 14000 g (центрифуга Biofuge Stratos, Германия), а полученный супер-натант фильтровали центрифугированием (микроцентрифуга Micro CA-II, США) через микрофильтры Nylon-66 (диаметр пор 0.2 мкм, США) в течение 5 мин при комнатной температуре и 3000 g. Фильтрат вводили в ВЭЖХ-систему через инжектор (Rheodyne 7725i), снабженный петлей на 20 мкл. Для фракционирования МА использовали обращеннофазную SIO2—C18 хроматогра-фическую колонку (150 х 4.6 мм, размер зерен 3 мкм) фирмы "Beckman" (США) без преколон-ки. Подвижная фаза: 0.1 М цитратно-фосфатный буфер (pH 3.2), содержащий 0.3 мМ октилсульфа-та натрия, 0.1 мМ ЭДТА и 8%-ный ацетонитрил (Sigma). Рабочие растворы стандартов моноаминов (НА, ДА, СТ, ДОФУК, 5-ОИУК) готовили в концентрации 100 нг/мл. Перфузию анализируемых растворов осуществляли со скоростью 0.7 мл/мин с помощью насоса высокого давления HPP — 5001 фирмы "Laboratorni pristroje" (Чехия). Для количественного определения исследованных веществ использовали электрохимический детектор (BAS LC-4b, США). Непосредственно перед анализом и после каждой 15-й пробы в систему вводили смесь стандартов. Содержание эндогенных веществ вычисляли относительно стандартов и выражали в нг/мг ткани. Регистрацию и обработку полученных данных проводили с помощью компьютера.
При статистической обработке результатов вычисляли среднюю арифметическую и ошибку средней (M± m). Достоверность различий оценивали с помощью i-критерия Стьюдента. Количество животных в каждой группе указано в подписях к таблице и рисунку.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование судорожной готовности. Представленные в таблице результаты свидетельству-
Пороговые дозы пентилентетразола (мг/кг), вызывающие клонико-тонические судороги у животных с ХСН
Воздействие Доза пентилентетразола Длительность судорог (с) п
Клоническая фаза Тоническая фаза
Контроль 29.75 ± 2.01 7.27 ± 0.58 4.87 ± 0.40 10
Через 48 ч после судорог 33.67 ± 2.78 5.33 ± 0.42 Р < 0.05 2.17 ± 0.29 Р < 0.01 12
ХСН 25.08 ± 1.98 9.52 ± 0.73 Р < 0.05 6.97 ± 0.61 Р < 0.05 11
Через 48 ч после судорог на фоне ХСН 21.12 ± 1.52 Р < 0 .01 12.89 ± 1.19 Р < 0.01 10.58 ± 1.28 Р < 0.01 14
ют о том, что судорожная готовность животных с ХСН и контрольных крыс статистически достоверно не отличаются. Не обнаружено изменений судорожного порога через 48 ч после однократного судорожного припадка у крыс без сердечной патологии. Однако если судорожный припадок возникал у крыс с ХСН, то постсудорожный период сопровождается статистически достоверным повышением судорожной готовности, при этом четыре крысы погибли. Неоднозначные ре-
зультаты получены при анализе структуры судорожного припадка. Несмотря на то, что пороговые дозы ПТЗ через 48 ч после судорог и при ХСН не отличались от контроля, длительность клони-ческих и тонических фаз у животных этих групп была разной. Так, у крыс первой груп
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.