WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 |

Экспрессия генов 1a- и 2a-адренорецепторов у линий крыс, с наследственной индуцированной стрессом артериальной гипертонией (нисаг) и с генетической кататонией (гк)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

РЯЗАНОВА МАРИНА АНАТОЛЬЕВНА

Экспрессия генов 1A- и 2A-адренорецепторов у линий крыс, с наследственной индуцированной стрессом артериальной гипертонией (НИСАГ) и с генетической кататонией (ГК)

03.03.01 ФИЗИОЛОГИЯ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Новосибирск 2012

Работа выполнена в лаборатории эволюционной генетики Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института цитологии и генетики СО РАН и лаборатории патофизиологии Федерального государственного бюджетного учреждения «НИИ физиологии» СО РАМН,

г. Новосибирск.

Научный руководитель: профессор, доктор биологических наук

Аркадий Львович Маркель

ИЦиГ СО РАН, г. Новосибирск

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Гилинский Михаил Абрамович

ФГБУ «НИИ физиологии» СО РАМН,

г. Новосибирск

профессор, доктор биологических наук

Колосова Наталия Гориславовна

ИЦиГ СО РАН, г. Новосибирск

Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Сибирский государственный

медицинский университет», г. Томск

Защита диссертации состоится __________________ 2012 года в ____часов на заседании диссертационного совета Д 001.014.01 при ФГБУ «НИИ физиологии» СО РАМН, ул. Академика Тимакова, 4, Новосибирск, 630117.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «НИИ физиологии» СО РАМН

Автореферат разослан «____»______________2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук И.И. Бузуева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Изучение генетико-физиологических механизмов гипертонической болезни представляет актуальнейшую проблему теоретической и практической медицины и биологии. Это связано с двумя обстоятельствами: во-первых, с чрезвычайной распространенностью данного заболевания среди населения особенно индустриально развитых стран; во-вторых, с тяжестью вызываемых осложнений.

На сегодняшний день животные модели широко используются для исследования генетико-физиологических механизмов гипертонической болезни. В Институте цитологии и генетики СО РАН получены уникальные линии крыс – со стресс чувствительной артериальной гипертонией (линия НИСАГ) (Маркель, 1986а; 1992), а также линия крыс ГК с генетической кататонией и с умеренно выраженной (пограничной) артериальной гипертонией (Барыкина и др., 1983; Kolpakov et al., 1983; 1996).

В отличие от других селекционных моделей гипертонии, у которых имеется либо спонтанное повышение артериального давления (без видимого влияния средовых факторов), как у крыс линии (SHR), или при воздействии высокосолевой диеты, как у линий крыс SBH (Sabra hypertensive) и DS (Dahl salt-sensitive), у крыс линии НИСАГ гипертензивный статус наиболее полно реализуется в условиях мягкого эмоционального стресса. Крысы линии НИСАГ характеризуются рядом морфофизиологических показателей, характерных для развития этой патологии (Маркель и др., 1992; Максимов и др., 1999; Бузуева и др., 2000; Хворостова и др., 2001; 2003; Антонов и др., 2000; 2010; Markel et al., 1999; Amstislavsky et al., 2006). Ранее было показано, что в ряде структур мозга, участвующих в регуляции артериального давления, уровень норадреналина, дофамина, и скорость их метаболизма изменены (Гордиенко и др., 1990; 1993). В исследованиях по специфичному связыванию лигандов показано, что у крыс линии НИСАГ изменено число адренорецепторов в мозге по сравнению с исходной популяцией Вистар (Шишкина и др., 1991). Кроме того, показана увеличенная реактивность артерий к норадреналину (Балакирева и др., 1998). Предполагается, что возникновение или поддержание гипертензивного статуса и сопутствующих функциональных эндокринных изменений у крыс линии НИСАГ может быть обусловлено изменением функционирования симпатоадреналовой системы, тесно связанной с регуляцией стресс-ответа и артериального давления.

Линия крыс ГК с пограничной гипертензией селекционирована по склонности к кататоническому застыванию, которое возникает под влиянием испуга. Такой вид кататонической реакции характерен для больных с некоторыми видами психопатологии (Колпаков, 1987). На сегодняшний день, получена инбредная линия крыс ГК, у которых отмечены поведенческие и биохимические особенности характерные для больных шизофренией и депрессией (Колпаков и др., 2004), и имеющих умеренно повышенное артериальное давление (Барыкина и др., 1983). Поэтому крыс ГК можно рассматривать также как линию с пограничной формой гипертензии. Следует подчеркнуть, что повышение артериального давления у крыс линии ГК явилось побочным эффектом селекции на пассивно-оборонительную реакцию застывания. В связи с тем, что крысы линии ГК всегда рассматривались с точки зрения отклонений в поведении, то специальных исследований механизмов становления гипертензивного статуса у этих крыс ранее не проводилось.

Активации симпатоадреналовой системы (САС) придаётся важное значение в патогенезе артериальной гипертонии. Своё участие в регуляции артериального давления САС осуществляет через воздействие норадреналина (НА) и адреналина (А) на специфические мембранные адренергические рецепторы. Предполагается, что изменение в адренорецепторном звене может участвовать в патогенезе артериальной гипертонии. Настоящая работа посвящена изучению экспрессии генов 1А- (1А-АР) и 2А-адренорецепторов (2А-АР), как наиболее важных для регуляции артериального давления (АД). 1А-АР – постсинаптические рецепторы, опосредуют эффекты НА (Piascik et al., 2001). Их активация вызывает сужение сосудов и увеличение периферического сосудистого сопротивления, повышая АД (Piascik et al., 1990; 2001; Docherty 2010). 2А-АР – главные пресинаптические ауторецепторы, ингибирующие высвобождение НА, препятствуя тем самым его эффектам (Altman et al., 1999; Hein et al., 1999; Phillip et al., 2002; Bucheler et al., 2002). Центральные 2А-АР опосредуют долговременное гипотензивное действие 2-АР-агонистов, например, клофелина (Macmillan et al., 1996; Phillip et al., 2002). Таким образом, 1А- и 2А-адренорецепторы принимают непосредственное участие в регуляции АД, однако их влияние на АД по сути противоположно.



Существует гипотеза о двухфазном развитии эссенциальной гипертонии. Первая фаза обусловлена гиперактивностью САС, предположительно связанной с изменениями регуляции на центральном уровне. Вторая фаза связана с развитием морфофункциональных изменений, смещающих гипертонию в сторону соле-зависимой и почечно-зависимой форм, в развитии которых периферические механизмы, в частности почка, играют более значительную роль (Johnson et al., 2005). Поэтому представляется особенно важным исследовать экспрессию адренорецепторов в центральной нервной системе и периферических органах, участвующих в регуляции АД, у крыс в разные возрастные периоды – во время начального становления гипертензивного статуса (1,5 месяца) и при его стабилизации (7 месяцев), когда механизмы поддержания АД могут быть различными. Кроме того, важно сопоставить результаты исследования двух разных гипертензивных линий крыс, что позволит более четко документировать представление о физиологических механизмах, лежащих в основе разных форм артериальной гипертонии.

Цель работы: Выявление связи транскрипционной активности генов 1А- и 2А-адренорецепторов с повышением артериального давления при двух формах артериальной гипертонии – стресс-зависимой (крысы линии НИСАГ) и пограничной (крысы линии ГК), в двух возрастных группах – в периоде становления и после стабилизации гипертензивного статуса.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

  1. Исследовать величины АД в покое и после стресса у крыс линий НИСАГ, ГК и WAG (контрольная линия) двух возрастных групп – 1,5 и 7 мес.
  2. Изучить транскрипционную активность гена, кодирующего 1А- адренорецепторы в отделах мозга, ткани миокарда, почки, надпочечника и легких, у крыс линий НИСАГ, ГК и WAG (контрольная линия) двух возрастных групп – 1,5 и 7 мес.
  3. Изучить транскрипционную активность гена, кодирующего 2А- адренорецепторы в отделах мозга, ткани миокарда, почки, надпочечника и легких, у крыс линий НИСАГ, ГК и WAG (контрольная линия) двух возрастных групп – 1,5 и 7 мес.
  4. Выявить корреляционные связи между уровнем АД и транскрипционной активностью генов 1А-АР и 2А-АР в структурах мозга и периферических органах у крыс линий НИСАГ, ГК и WAG (контрольная линия) двух возрастных групп – 1,5 и 7 мес.

Научная новизна работы. В работе впервые:

  • Исследована транскрипционная активность генов, кодирующих 1А- и 2А-адренорецепторы, в структурах мозга и в тканях органов крыс линий НИСАГ и ГК в молодом возрасте и при сформированной артериальной гипертензии с использованием современного метода молекулярной биологии – полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени.
  • У крыс линии НИСАГ в 1,5-месячном возрасте обнаружено повышенное содержание мРНК альфа1А-АР в лобной коре. У крыс исследованных линий в возрасте 1,5 месяцев выявлена физиологическая корреляция между значением соотношения мРНК альфа1А-АР/альфа2А-АР в гипоталамусе с повышением артериального давления при стрессе.
  • На основании увеличения экспрессии 1А-АР и снижения экспрессии 2А-АР в ткани почки, а также корреляционной зависимости этих изменений с повышением артериального давления делается заключение о связи изменений адренорецепторного звена почки общей для крыс линий НИСАГ и ГК, имеющих разные формы гипертонии со становлением гипертензивного состояния.
  • Показано снижение экспрессии 1А- и повышение экспрессии 2А-адренорецепторов в отделах мозга 7-месячных крыс линии ГК, что указывает на снижение функциональной активности норадренергической системы мозга. Этого не наблюдается у крыс НИСАГ. Показана отрицательная связь значения коэффициента мРНК 1А-АР/ мРНК 2А-АР в продолговатом мозге с длительностью реакции каталептического застывания крыс ГК в полуторамесячном возрасте.
  • Обнаружены однонаправленные изменения экспрессии гена 1А-адренорецептора в лёгких у крыс линии НИСАГ и ГК, что указывает на сходство симпатической регуляции сосудов малого круга кровообращения у крыс сравниваемых гипертензивных линий.
  • Выявлен пониженный уровень мРНК гена 1А-адренорецептора в надпочечниках крыс линии ГК, свидетельствующий о понижении симпатической стимуляции железы.

Теоретическая и научно-практическая ценность работы. Данная работа расширяет имеющиеся представления о возможных механизмах участия СНС в становлении различных форм артериальной гипертонии у крыс линий НИСАГ (стресс зависимая форма) и ГК (пограничная форма) для которой, наряду с гипертонией, также характерно развитие кататонического синдрома. Полученные данные представляют как теоретическую, так и практическую ценность. В частности, они могут быть использованы в фармакологии для выбора стратегии создания и использования антигипертензивных препаратов, воздействующих на адренорецепторы. Кроме того, результаты работы могут быть использованы в учебном процессе (в курсе лекций по физиологии и патофизиологии).





Положения, выносимые на защиту

  1. Для стресс чувствительной гипертонии, моделью которой являются крысы линии НИСАГ, характерной особенностью является повышение экспрессии гена 1А-адренорецептора в лобной коре в возрасте 1,5 месяцев - периоде становления гипертензивного статуса.
  2. Для крыс со стресс чувствительной гипертонией (линия НИСАГ) и крыс с пограничной гипертонией (линия ГК) характерны сходные изменения экспрессии генов адренорецепторов в ткани почки в сторону преобладания экспрессии гена 1А-адренорецептора в обеих возрастных группах. Превышение экспрессии гена 1А-АР относительно экспрессии гена 2А-АР в ткани почки ассоциировано с повышением базального артериального давления у крыс обеих гипертензивных линий. Снижение экспрессии гена 2А-адренорецептора в ткани почки связано со стресс-зависимым повышением артериального давления.
  3. Общей закономерностью для 1,5-месячных крыс независимо от их линейной принадлежности является ассоциация вызванного стрессом повышения артериального давления с преобладанием в гипоталамусе экспрессии гена 1А-адренорецептора над экспрессией гена 2А-адренорецептора.
  4. Снижение экспрессии гена 1А-адренорецептора в среднем и продолговатом мозге и повышение экспрессии гена 2А-адренорецептора в лобной коре у 7-месячных крыс линии ГК не ассоциированы с повышением артериального давления, а связаны с особенностями их поведения – склонностью к кататоническим реакциям.

Апробация результатов. Материалы диссертации обсуждены на VI Сибирском физиологическом съезде (г. Барнаул, 2008), на конференциях «Нейрохимические механизмы формирования адаптивных и патологических состояний мозга», (Санкт-Петербург, 2008) и «Фундаментальные аспекты компенсаторно-приспособительных процессов» (г. Новосибирск, 2009), конференции «Медицинская геномика и протеомика» (г. Новосибирск, 2009), конференции «Фундаментальные науки – медицине» (г. Новосибирск, 2010), на XXI съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (г. Калуга, 2010). Также полученные результаты были представлены и обсуждены на отчетной сессии Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных статей в рецензируемых отечественных изданиях и 1 статья в зарубежном журнале. Кроме того, опубликовано 6 тезисов в сборниках трудов конференций.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из списка сокращений, введения, обзора литературы, описания использованных материалов и методов, результатов, обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 129 страницах печатного текста, содержит 18 рисунков и 8 таблиц. Библиографический указатель литературы включает 274 источника, из них 46 отечественных и 228 зарубежных.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам лаборатории эволюционной генетики и коллегам в ИЦиГ СО РАН – Ю.Э. Гербеку, Г.М. Дымшицу, Федосеевой Л.А. и сотрудникам лаборатории патофизиологии ИФ СО РАМН – Г.С. Якобсону, М.Д.Шмерлингу, И.И. Бузуевой и Е.Е. Филюшиной за поддержку, сотрудничество и ценные рекомендации. Отдельно хочется выразить признательность Т.А. Алёхиной и научному руководителю проф. А.Л. Маркелю.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Животные. Работа выполнена на 1,5- и 7-месячных, интактных крысах-самцах трёх инбредных линий – НИСАГ, ГК и WAG (Wistar Albino Glaxo), последнюю использовали в качестве нормотензивного контроля. Животных содержали в стандартных условиях вивария Института цитологии и генетики СО РАН по несколько особей в клетке, со свободным доступом к воде и корму. Биологический материал – ткани миокарда, лёгких, почки, надпочечника, лобную кору, гипоталамус, средний мозг, продолговатый мозг у крыс после мгновенной декапитации быстро выделяли и помещали в жидкий азот, а затем на -700С до выделения РНК.

Измерение артериального давления у крыс производили непрямым методом (tail cuff method), используя аппаратуру BioPack (USA) и Mingograph 32 (Швеция). Базальное АД измеряли у крыс под лёгким эфирным наркозом для избегания влияния на АД психологического стресса, связанного с процедурой измерения. Иммобилизационный стресс создавали путём помещения крыс в узкие проволочные сетки-цилиндры, размеры которых соответствовали размерам животных, чтобы они не могли в них развернуться. Длительность стресса составляла 30 минут, после чего измеряли уровень АД.

Тест на кататоническое застывание. Показывает наличие или отсутствие кататонического застывания и его продолжительность. Животное приподнимали палочкой-тестером за передние лапы в углу клетки спиной к стенке. Палочку убирали и регистрировали время сохранения приданной неподвижной вертикальной позы. Положительной проба считалась тогда, когда кататоническая поза при первой или второй попытках удерживалась не менее 10 с.



Pages:   || 2 | 3 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.