Mетаболиты мозга у крыс линий НИСАГ и Вистар

Гипертоническая болезнь относится к одному из наиболее распространенных заболеваний человека. Эта болезнь приводит к таким серьезным нарушениям, как инфаркт миокарда, инсульт. Благодаря развитию спектроскопии ядерно-магнитного резонанса показано, что у людей с артериальной гипертензией наблюдается снижение жизнеспособности нейронов различных отделов головного мозга. Трансляция в клиническую практику методов спектроскопии ядерно-магнитного резонанса требует накопления эмпирических данных об изменениях нейрометаболизма в условиях строго контролируемого эксперимента. В частности, представляет интерес сравнение метаболомных параметров у лабораторных животных с нормальным и повышенным артериальным давлением, содержащихся в стандартных условиях, на одинаковой диете. В представленной работе исследованы метаболиты коры головного мозга и гипоталамуса самцов крыс гипертензивной линии НИСАГ (ISIAH) и нормотензивной линии Wistar в возрасте 8–9 нед. У животных, находящихся под газовым наркозом (изофлюран), проводили методом протонной спектроскопии ядерно-магнитного резонанса (1Н МРС) измерение метаболитов в коре головного мозга и гипоталамусе. Обработка первичных данных с помощью анализа Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA) позволила выделить основную дискриминирующую ось (Y1), вариации которой отражали преобладание возбуждающих нейрометаболитов (глутамина и глутамата) над тормозными (ГАМК и глицином). Значения оси Y1 в коре головного мозга были выше у крыс линии Wistar по сравнению с линией НИСАГ, что указывает на снижение возбудимости коры головного мозга у гипертензивных животных. В гипоталамусе, наоборот, величина оси Y1 была выше у крыс линии НИСАГ, чем у крыс линии Wistar. При этом преобладание возбуждающих нейрометаболитов положительно коррелировало с уровнем среднего артериального давления, что хорошо согласуется с представлением об активации каудальных отделов гипоталамуса у гипертензивных животных.

метаболиты головного мозга, 1H MPC, гипертензия, Рейши

1. Громова О.А., Торшин И.Ю., Гришина Т.Р., Громов А.Н., Лимано­ва О.А. Систематический анализ молекулярно-физиологиче­ских эффектов мио-инозитола: данные молекулярной биологии, экспериментальной и клинической медицины. Акушерство и гинекология. 2013;3:4-12.

2. Мешков И.О., Алехина Т.А., Морева Т.А., Маркель А.Л. Характеристика поведения гипертензивных крыс линии НИСАГ. Журн. высш. нервн. деят-сти. 2012;62(2):1-10.

3. Allen G.I., Peterson C., Vannucci M., Maletić-Savatić M. Regularized partial least squares with an application to NMR spectroscopy. Stat. Anal. Data Min. 2013;6(4):302-314.

4. Ben Salem D., Walker P.M., Bejot Y., Aho S.L., Tavernier B., Rouaud O., Ricolfi F., Brunotte F. N-acetylaspartate/creatine and choline/creatine ratios in the thalami, insular cortex and white matter as markers of hypertension and cognitive impairment in the elderly. Hypertens. Res. 2008;31(10):1851-1857. https://doi.org/10.1291/hypres.31.1851

5. Cao Z., Ye B.D., Shen Z.W., Cheng X.F., Yang Z.X., Liu Y.Y., Wu R.H., Geng K., Xiao Y.Y. 2D-1H proton magnetic resonance spectroscopic imaging study on brain metabolite alterations in patients with diabetic hypertension. Mol. Med. Rep. 2015;11(6):4232-4238. https://doi.org/10.3892/mmr.2015.3305

6. Carnevale D., Mascio G., D’Andrea I., Fardella V., Bell R.D., Branchi I., Pallante F., Zlokovic B., Yan S.S., Lembo G. Hypertension induces brain β-amyloid accumulation, cognitive impairment, and memory deterioration through activation of receptor for advanced glycation end productsin brain vasculature. Hypertension. 2012;60(1):188-197. https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.112.195511

7. Kawabe T., Kawabe K., Sapru H.N. Effect of barodenervation on cardiovascular responses elicited from the hypothalamic arcuate nucleus of the rat. PLoS One. 2012;7(12):e53111. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0053111

8. Kayano H., Koba S., Matsui T., Fukuoka H., Kaneko K., Shoji M., Toshida T., Watanabe N., Geshi E., Kobayashi Y. Impact of depression on masked hypertension and variability in home blood pressure in treated hypertensive patients. Hypertens. Res. 2015. https://doi.org/10.1038/hr.2015.75

9. Kramer J.M., Plowey E.D., Beatty J.A., Little H.R., Waldrop T.G. Hypothalamus, hypertension, and exercise. Brain Res. Bull. 2000;53(1): 77-85.

10. Markel A. Development of a new strain of rats with inherited stress-induced arterial hypertension. Genet. Hypertension. 1992;218:405-407.

11. Moshkin M.P., Akulov A.E., Petrovski D.V., Saik O.V., Petrovskiy E.D., Savelov A.A., Koptyug I.V. Proton magnetic resonance spectroscopy of brain metabolic shifts induced by acute administration of 2-deoxyD-glucose and lipopolysaccharides. NMR Biomed. 2014;27: 399-405. https://doi.org/10.1002/nbm.3074

12. Prammea L., Schächingerb H., Fringsa C. Baroreceptor activity impacts upon controlled but not automatic distractor processing. Biol Psychol. 2015;pii: S0301-0511(15)30011-9. https://doi.org/10.1016/j.biopsycho. 2015.06.006

13. Provencher S.W. Estimation of metabolite concentrations from localized in vivo proton NMR spectra. Magn. Reson. Med. 1993;30(6):672-679.

14. Rau H., Elbert T. Psychophysiology of arterial baroreceptors and the etiology of hypertension. Biol. Psychol. 2001;57(1-3):179201.

15. Silachev D.N., Gulyaev M.V., Zorova L.D., Khailova L.S., Gubsky L.V., Pirogov Y.A., Plotnikov E.Y., Sukhikh G.T., Zorov D.B. Magnetic resonance spectroscopy of the ischemic brain under lithium treatment. Link to mitochondrial disorders under stroke. Chem. Biol. Interact. 2015;237:175182. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2015.06.012

16. Tušková R., Lipták B., Szomolányi P., Vančová O., Uličná O., Sumbalová Z., Kucharská J., Dubovický M., Trattnig S., Liptaj T., Kašparová S. Neuronal marker recovery after Simvastatin treatment in dementia in the rat brain: in vivo magnetic resonance study. Behav. Brain Res. 2015;284:257264. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2015.02.016