title: The effect of two-vessel cerebral ischemia on the antioxidant system and neuronal survival in the cerebral cortex of aging Wistar rats
metadata.name: dc.contributor.advisor
metadata.value: Екимова Ирина Васильевна
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.advisor
metadata.value: Ekimova Irina Vasilevna
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Фокина Екатерина Александровна
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Fokina Ekaterina Aleksandrovna
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Голованова Наталья Эриковна
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Golovanova Natala Erikovna
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.date.accessioned
metadata.value: 2021-07-31T18:17:40Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.available
metadata.value: 2021-07-31T18:17:40Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.issued
metadata.value: 2021
metadata.name: dc.identifier.other
metadata.value: 050247
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.identifier.uri
metadata.value: http://hdl.handle.net/11701/30193
metadata.lang: -
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: Актуальность. Ишемический инсульт представляет собой важную медико-социальную проблему в связи с распространенностью заболевания и высоким риском инвалидизации. Изучение патогенеза ишемического и реперфузионного повреждения головного мозга и поиск потенциальных нейропротекторов в экспериментальных условиях зачастую проводится на молодых животных, что противоречит эпидемиологии заболевания. Таким образом, становится актуальным использование в качестве адекватных экспериментальных моделей ишемического инсульта стареющих грызунов, в том числе крыс возрастом 18 месяцев и более. 
  Цель. Целью исследования было изучение биохимических показателей окислительного стресса, апоптоза и вазодилатации в нейронах головного мозга стареющих крыс в условиях ишемии-реперфузии (ИР) различной длительности. 
  Материалы и методы. Эксперименты выполнялись на крысах линии Wistar возрастом 22-24 месяца. Для моделирования инсульта использовалась модель глобальной церебральной ишемии с гипотензией и последующей реперфузией в течение 1 ч или 3 ч. Затем посредством ПЦР в реальном времени было проведено исследование экспрессии генов, кодирующих белки апоптоза (Bax, Bcl-2), белки антиоксидантной защиты (Sod1, Sod2, Cat) и нейрональную изоформу NO-синтазы (nNos), а также изучено изменение активности Na+,K+-АТФазы и накопление продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в ткани головного мозга крыс с ИР в сравнении с контрольными ложнооперированными животными. 
  Результаты. Показано достоверное снижение экспрессии генов Bax, Bcl-2 через 1 ч после начала реперфузии и дальнейшее возвращение уровня их экспрессии к контрольным значения спустя 3 ч реперфузии. Соотношение Bax/Bcl-2 через 3 ч после начала реперфузии имело тенденцию к снижению, хотя статистически значимо не отличалось от такового в контрольной группе. У крыс с ИР были показаны изменения экспрессии генов, кодирующих белки антиоксидантной защиты, причем через 3 ч после восстановления кровотока экспрессия генов Sod1 и Cat значительно превышала таковую в контрольных группах. Активность Na+,K+-АТФазы значительно снижалась только спустя 3 ч после индукции реперфузии, а экспрессия генов α2- и α3-субъединиц данного фермента, значительно сниженная спустя 1 ч после начала репефузии, восстанавливалась через 3 ч. Для гена nNos, кодирующего нейрональную изоформу NO-синтазы, показано снижение уровня экспрессии через 1 ч после ишемического воздействия и увеличение экспрессии через 3 ч, в 2.5 раза превышающее контрольные значения. Накопление продуктов ПОЛ, а именно триеновых конъюгатов и оснований Шиффа, было выявлено спустя 3 ч после восстановления мозгового кровотока.
  Выводы. 1) Впервые установлено, что ИР у стареющих крыс характеризуется более медленной динамикой развития окислительного стресса в нейронах головного мозга в сравнении с таковой у молодых животных. В отличие от молодых крыс, только спустя 3 ч после восстановления мозгового кровотока у стареющих животных отмечается накопление продуктов ПОЛ и снижается активность Na+,K+-АТФазы, в то время как через 1 ч эти изменения выражены слабо. 2) Впервые показано, что через 3 ч после реперфузии окислительный стресс в мозге стареющих крыс повышает экспрессию проапоптотического фактора Bax, но при этом повышает экспрессию генов, кодирующих антиапоптотический фактор Bcl-2 и ферменты антиоксидантной защиты, что можно рассматривать, как адаптационный механизм, повышающий выживаемость нейронов при ИР. 3) В нейронах головного мозга стареющих крыс с ИР впервые показана гиперактивация экспрессии гена нейрональной изоформы NO-синтазы, что может быть адаптационным механизмом, направленным на улучшение нейротрансмиссии и восстановление тонуса церебральных микрососудов, и, одновременно с этим, может приводить к нейротоксичности и активации апоптоза.
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: Actuality. Ischemic stroke is an important medical and social problem due to the prevalence of the disease and the high risk of disability. The study of the pathogenesis of ischemic and reperfusion brain injury and the search for potential neuroprotectors in experimental conditions is often carried out on young animals, which contradicts the epidemiology of the disease. Thus, it becomes urgent to use aging rodents, including rats 18 months old and more, as adequate experimental models of ischemic stroke.
  Aim. The aim of the study was to study the biochemical parameters of oxidative stress, apoptosis, and vasodilation in the brain neurons of aging rats under conditions of ischemia-reperfusion (IR) of various duration.
  Materials and methods. The experiments were carried out on Wistar rats, 22-24 months old. To simulate a stroke, a model of global cerebral ischemia with hypotension and subsequent reperfusion for 1 h or 3 h was used. Then, by real-time PCR, were studied the expression of genes encoding apoptosis proteins (Bax, Bcl-2), antioxidant defense proteins (Sod1, Sod2, Cat) and the neuronal isoform of NO synthase (nNos). Changes in the activity of Na +, K + -ATPase and the accumulation of lipid peroxidation (LPO) products were also studied in the brain tissue of IR rats in comparison with sham-operated control animals.
  Results. A significant decrease in the expression of the Bax and Bcl-2 genes was shown 1 h after the start of reperfusion and a further return of their expression level to the control values after 3 hours of reperfusion. The Bax/Bcl-2 ratio tended to decrease 3 hours after the start of reperfusion, although not statistically significantly different from that in the control group. Rats with IR have shown changes in the expression of genes encoding antioxidant defense proteins, moreover, 3 h after the restoration of blood flow, the expression of the Sod1 and Cat genes significantly exceeded that in the control groups. The activity of Na +, K + -ATPase significantly decreased only 3 h after the induction of reperfusion The expression of the genes of the α2- and α3-subunits of this enzyme was significantly reduced 1 h after the start of reperfusion, but was restored 3 h later. For the nNos gene encoding the neuronal isoform of NO synthase, a decrease in the expression level was shown 1 h after ischemic exposure and an increase in expression after 3 hours, which was 2.5 times higher than the control values. The accumulation of lipid peroxidation products, namely triene conjugates and Schiff bases, was detected 3 h after the restoration of cerebral blood flow.
  Conclusions. 1) For the first time, it was established that IR in aging rats is characterized by slower dynamics of the development of oxidative stress in brain neurons in comparison with that in young animals. In contrast to young rats, only 3 h after the restoration of cerebral blood flow in aging animals there is an accumulation of LPO products and a decrease in the activity of Na +, K + -ATPase, while after 1 h these changes are poorly expressed. 2) It was shown for the first time that 3 h after reperfusion, oxidative stress in the brain of aging rats increases the expression of the proapoptotic factor Bax, but at the same time increases the expression of genes encoding the antiapoptotic factor Bcl-2 and antioxidant defense enzymes, which can be considered as an adaptation mechanism that increases survival of neurons in IR. 3) In the neurons of the brain of aging rats with IR, hyperactivation of the gene expression of the neuronal isoform of NO synthase has been shown for the first time, which may be an adaptive mechanism aimed at improving neurotransmission and restoring the tone of cerebral microvessels, and, at the same time, can lead to neurotoxicity and activation of apoptosis.
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.language.iso
metadata.value: ru
metadata.name: dc.subject
metadata.value: инсульт
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: головной мозг
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: окислительный стресс
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: старение
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: апоптоз
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: перекисное окисление липидов
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Na+
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: K+-АТФаза
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: stroke
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: brain
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: oxidative stress
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: aging
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: apoptosis
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: lipid peroxidation
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Na+
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: K+-ATPase
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title
metadata.value: The effect of two-vessel cerebral ischemia on the antioxidant system and neuronal survival in the cerebral cortex of aging Wistar rats
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title.alternative
metadata.value: Влияние двухсосудистой ишемии головного мозга на систему антиоксидантной защиты и выживаемость нейронов в коре мозга стареющих самцов крыс Wistar
metadata.lang: ru_RU
resources.filename: vkr_st050247.pdf
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/30193/1/vkr_st050247.pdf
resources.format: Adobe PDF
resources.description: Article
resources.size: 802,17 kB
resources.filename: reviewSV_otzyv_nauc.rukovod._Fokina_E.A..docx
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/30193/2/reviewSV_otzyv_nauc.rukovod._Fokina_E.A..docx
resources.format: Microsoft Word XML
resources.description: ReviewSV
resources.size: 15,38 kB