ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ФЛАВОНОИДА КВЕРЦЕТИНА НА ЭНДОТЕЛИЙ ЗАВИСИМЫЙ АОРТЫ КРЫС

АННОТАЦИЯ

В статье изучено влияние флавоноида кверцетина на механизм эндотелийзависимой релаксации гладкой мускулатуры аорты. В то же время эффективность флавоноида кверцетина была обнаружена в экспериментах, проведенных на аортальном препарате без эндотелиального слоя, и примером таких результатов могут служить эксперименты, проведенные с использованием блокатора eNOS-L-NAME.

ABSTRACT

In this article we studied the influence of the flavonoid quercetin on the mechanism of endothelium-dependent relaxation of aortic smooth muscle. At the same time, the effectiveness of the flavonoid quercetin was found in experiments performed on an aortic preparation without an endothelial layer, and experiments performed using the eNOS-L-NAME blocker can serve as an example of such results.

Ключевые слова: гладкая мышца, Са²+-канал, блокатор, эндотелий, eNOS, кверцетин, L-NAME.

Keywords: smooth muscle, Са²+-chanel, blocker, endothelium, eNOS, quercetin, L-NAME.

Из литературы известно, что эндотелиальный слой играет важную роль в функциональной деятельности сосудов, т. е. в поддержании тонуса сосудов. Эндотелиальные клетки располагаются во внутреннем слое стенки кровеносных сосудов и синтезируют локально действующие медиаторы, контролирующие кровоток в органах. Одним из важных активных веществ изолированных эндотелиоцитов является оксид азота (NO), эндотелиальный вазодилататор [1]. Эндотелиальная функция и структурная патология играют важную роль в клинической картине и патогенезе артериальной гипертензии, атеросклероза. При многих сердечно-сосудистых заболеваниях эндотелиоциты обнаруживают свое начальное повреждение, что вызывает каскад патологических морфофункциональных изменений и в итоге приводит к обширным дисфункциям [2]. Эти данные объясняют широкий спектр функций эндотелиальных клеток: регуляцию тонуса сосудов, гемостаз, иммунную систему, миграцию клеток крови по сосудистой стенке, синтез факторов воспаления и их ингибиторов, а также выполняют барьерные функции. [3].

На сегодняшний день эндотелиальная дисфункция (ЭД) представляет собой нарушение баланса между медиаторами, обеспечивающими правильное направление всех процессов, связанных с эндотелием. Одновременно, наблюдаются изменения структуры и развития сосудов, связанные с сосудистыми заболеваниями, нарушение способности сосудов реагировать на внешние воздействия, нарушение продукции эндотелиальных вазоактивных факторов [4]. Наличие многих факторов влияя на метаболизм NO, вызывают эндотелиальную дисфункцию. К таким модифицируемым факторам риска ЭД, как предикторам сердечно-сосудистых заболеваний относятся: гипокинезия, курение, повышенное потребление соли, токсичность различного происхождения, дефицит эстрогенов, нарушения углеводного, липидного и белкового обмена.

Цель исследования заключается в изучении механизмов релаксирующего действия флавоноида кверцетина, выделенного из местного растения Inula caspica, на препарат аорты крыс in vitro (рис. 1).

Рисунок 1 Химическая структура флавоноида кверцетина

Как объект исследования получен местный флавоноид кверцетин, выделенный из растений inula caspica, и препараты аорты крысы.

Материалы и методы исследования. Опыты проводили на срезах аорты белых чистопородных крыс-самцов (массой 200-250 г). Подопытных животных усыпляли путем смещения шейных позвонков, вскрывали грудную клетку, хирургически выделяли аорту и вводили физиологический раствор Кребса-Хензелейта (мМ): NaCl 120,4; КСl 5; NaHCO₃ 15,5; NaH₂PO₄ 1,2; MgCl₂ 1,2; CaCl₂ 2,5; Его помещали в специальную камеру (5 мл), перфузированную S₆N₁₂O₆ 11,5, HEPES PH 7,4. Для некоторых экспериментов также использовали растворы Кребса без Са²+. Для этого к раствору Кребса добавляли ЭГТА (1 мМ). Физиологические растворы оксигенировали карбогеном (95% O2, 5% SO2) и поддерживали при +37ºС с помощью ультратермостата У-8. После удаления соединительной ткани и жира, окружающих аорту, аорту сегментировали на кольца диаметром 3-4 мм. Кольца аорты Радноти (Изометрический преобразователь, США) подключали к датчику с помощью крючков из платиновой проволоки. При этом кольца аорты 60 мин. держался до тех пор, пока не было достигнуто равновесие. Каждый препарат подвергали начальному натяжению, соответствующему 1 г (10 мН). Сила сокращения передается от механотрона на усилитель сигнала и регистрируется на компьютере с помощью автоматизированного цифрового преобразователя Go-link. Результаты, полученные от OriginLab OriginPro v. Статистическую обработку проводили с использованием специальных пакетов программ SR1 8.5 (EULA, Northampton, MA 01060–4401, США). Силу изометрического сокращения (мН) препарата кровеносных сосудов аорты крысы в ​​условиях in vitro рассчитывали в процентах (%) в статистическом пересчете [5]. Каждый препарат подвергали начальному натяжению, соответствующему 1 г (10 мН). Сила сокращения передается от механотрона на усилитель сигнала и регистрируется на компьютере с помощью автоматизированного цифрового преобразователя Go-link. Результаты, полученные от OriginLab OriginPro v. Статистическую обработку проводили с использованием специальных пакетов программ SR1 8.5 (EULA, Northampton, MA 01060–4401, США). Силу изометрического сокращения (мН) препарата кровеносных сосудов аорты крысы в ​​условиях in vitro рассчитывали в процентах (%) в статистическом пересчете [5]. Каждый препарат подвергали начальному натяжению, соответствующему 1 г (10 мН). Сила сокращения передается от механотрона на усилитель сигнала и регистрируется на компьютере с помощью автоматизированного цифрового преобразователя Go-link. Результаты, полученные от OriginLab OriginPro v. Статистическую обработку проводили с использованием специальных пакетов программ SR1 8.5 (EULA, Northampton, MA 01060–4401, США). Силу изометрического сокращения (мН) препарата кровеносных сосудов аорты крысы в ​​условиях in vitro рассчитывали в процентах (%) в статистическом пересчете [5]. Cтатистические данные обрабатывали с помощью специальных пакетов программ. Силу изометрического сокращения (мН) препарата кровеносных сосудов аорты крысы в ​​условиях in vitro рассчитывали в процентах (%) в статистическом пересчете [5]. Статистические данные обрабатывали с помощью специальных пакетов программ. Силу изометрического сокращения (мН) препарата кровеносных сосудов аорты крысы в ​​условиях in vitro рассчитывали в процентах (%) в статистическом пересчете [5].

Полученные результаты и их анализ. В экспериментах стандартным методом исследовали возможность модуляции функциональной активности эндотелиального слоя сосудов при релаксирующем действии флавоноида кверцетина. Препараты гладких мышц аорты вызывали сокращения с использованием 1 мкМ ФЭ в условиях, при которых эндотелиальный слой был удален и эндотелиальный слой присутствовал. Амплитуда вызванного сокращения 10 мН в препарате аорты при ФЭ является стандартным условием эксперимента. Отсутствие эндотелиального слоя препарата аорты проверяют с помощью 0,1 мкМ ацетилхолина.

При изучении дозазависимого (5-80 мкМ) действия флавоноида кверцетина на силу сокращения, индуцированную агонистом α1-адренорецепторов - 1 мкМ ФЭ в изометрических условиях препарата аортальных сосудов крыс, было установлено, что этот флавоноид в концентрации 80 мкМ ослабляет препарат аорты максимум на 82,6 ± 2,9% (рис. 2). Как указывалось выше, что препарат аорты снижает силу сокращения на 57,8±4,3% при воздействии 1 мкМ ацетилхолина в нормальных условиях с использованием ФЭ для исследования эндотелиального слоя. Установлено, что 1 мкМ ацетилхолина практически не влияет на силу сокращения, вызываемого 1 мкМ фенилэфрина в препарате аорты, где механически удаляли эндотелиальный слой с помощью ватного тампона.

В экспериментах установлено, что препарат кровеносных сосудов аорты крыс в условиях изометрического сокращения под релаксирующим действием флаваноида кверцетина изменяется по мере удаления эндотелиального слоя сосудов. Установлено, что концентрация кверцетина 80 мкМ снижает релаксирующий эффект на 31,2±3,9% соответственно по сравнению с контролем. При этом эндотелиальный слой составляет 51,4±3,9% по сравнению с существующими условия снизилась до (рис. 2).

Рисунок 2. Зависимый от концентрации релаксантный эффект флавоноида кверцетина на сокращение, вызванное ФЭ 1 мкМ в присутствии (+) и отсутствии (–) эндотелиального слоя кровеносных сосудов аорты крысы

Силу сокращения, вызванную 1 мкМ ФЭ, принимали за 100% контроля. (во всех случаях показатель надежности*р<0,05,**р<0,01; п=6).

Для дальнейшего уточнения этих результатов были проведены эксперименты с присутствием блокатора eNOS-L-NAME (100 мкМ). В опытах на аортальных препаратах, инкубированных с L-NAME, наблюдалось значительное снижение релаксирующего действия исследуемого флавоноида. В присутствии 100 мкМ L-NAME, кверцетин (80 мкМ) ФЭ-индуцированные препараты аорты увеличивали силу сокращения на 82,643,8 из 2,9%Установлено, что она снизилась до 3,6% (рис. 3).

Рисунок 3. Концентрационно-зависимый релаксантный эффект флавоноида кверцетина, блокатора eNOS–L–NAME 100 мкМ на сокращение препарата кровеносных сосудов аорты крысы в ​​условиях инкубации

Силу сокращения, вызванную 1 мкМ ФЭ, принимали за 100% контроля. (во всех случаях показатель надежности*р<0,05,**р<0,01; п=6).

Ряд экспериментальных результатов показывает, что флавоноид кверцетин оказывает сильное релаксирующее действие, которое осуществляется на основе эндотелийзависимых процессов. Тот факт, что релаксантный эффект кверцетина ослабляется в присутствии эндотелия и в присутствии L-NAME, указывает на важность роли NO-синтазы. Активируя NO-синтазу и сигнальный путь рГЦ/цГМФ/ПКГ, они способствуют уменьшению притока ионов Са²+ через Са²+L и Са²+R каналы в плазмалемме, а также предотвращают их выход из СР, что приводит к снижение [Са²⁺]_I в СМГ и гладкой мускулатуре вызывает расслабление.

Список литературы:

1. Покровский В.И., Виноградов Н.А. Оксид азота, его физиологические и патофизиологические свойства // Терапевтический архив – 2005.– №1. – С. 82-87.
2. Middleton Jr.E., Kandaswami Ch., Theoharides T.C. The effects of plant flavonoids on mammalian cells: implications for inflammation, heart disease, and cancer // The American Society for Pharmacology and Experimental Therapeutics 2000. –V.52. – P.673-751.
3. Петрищев Н.Н, Власов Т.Д. Физиология и патофизиология эндотелия Дисфункция эндотелия причины, механизмы, фармакологическая коррекция // СПб ГМУ, – 2003. – С. 4-38.
4. Оганов Р.Г., Масленникова Г.Я. Смертность от сердечно­сосудистых и других хронических неинфекционных заболеваний среди трудоспособного населения России // Кардиоваскулярная терапия и профилактика – 2002. – №3. – С. 4-8.
5. Блаттнер Р., Классен Х., Денерт Х., Деринг Х. Эксперименты на изолированных препаратах гладких мышц // Москва, МИР. 1983. – С.158-161.
6. Бувальцев В.И. Роль коррекции метаболизма оксида азота в организме при профилактике гипертонического ремоделирования сердечно­сосудистой системы // Российский кардиологический журнал. – 2002. – №5. – С. 74-81.
7. Маслова М.Н., Сеченова И.М. Молекулярные механизмы стресса // Российский физиологический журнал. – 2005. – № 11. – С. 1320-1328.
8. Ковалев И.В., Баскаков М.Б., Капилевич Л.В., Медведев М.А. Роль оксида азота в регуляции электрической и сократительной активности гладких мышц // Бюллетень сибирской медицины. – 2012. – №1 – С.7-25
9. Оганов Р.Г., Масленникова Г.Я. Смертность от сердечно­сосудистых и других хронических неинфекционных заболеваний среди трудоспособного населения России // Кардиоваскулярная терапия и профилактика – 2002. – №3. – С. 4-8.
10. Bargehr J., Low L., Cheung C., Bernard W.G., Iyer D., Bennett M.R., Gambardella L., Sinha S.  Embryological Origin of Human Smooth Muscle Cells Influences Their Ability to Support Endothelial Network Formation // Stem Cells Transl Med. – 2016 – V. – .5. P.946-959.