Журнал эволюционной биохимии и физиологии, 2019, T. 55, № 4, стр. 299-301

Ишемия и последующая реперфузия мозга представляют собой комплексный патологический процесс. Нарушение мозгового кровообращения приводит к ухудшению работы митохондрий, развитию окислительного повреждения биомолекул, ингибированию синтеза белков, выходу Ca²⁺ из клеточных депо и эксайтотоксичности, что приводит в конечном итоге к некротической и апоптотической гибели нейронов [1]. Эти процессы могут быть более интенсивными при старении из-за снижения восстановительного потенциала организма. В настоящее время идет интенсивный поиск нейропротекторов, которые могли бы предотвращать или снижать интенсивность повреждающих процессов и в дальнейшем смогли бы найти применение в клинике для лечения инсульта и предынсультных состояний. Известно, что инсулин выполняет широкий спектр функций в ЦНС, оказывая модулирующее и нейропротекторное действие, как в норме, так и при патологии. Показаны различные, в том числе, и негативные эффекты инсулина, вводимого подкожно, внутрибрюшинно и внутримышечно, в условиях ишемии и реперфузии, при которых инсулин вызывал значительную гипогликемию в отличие от интраназального введения [2]. Однако исследования по изучению защитного действия интраназально вводимого инсулина при ишемии мозга практически не встречаются, несмотря на показанный им защитный потенциал при терапии болезни Альцгеймера [2].

Целью нашего исследования является изучение влияния интраназального введения 0.5 IU инсулина крысам, подвергнутым двухсосудистой ишемии переднего мозга с гипотензией и последующей реперфузией (ИР), на процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) и уровень общего глутатиона в коре головного мозга.

Крысы линии Вистар в возрасте 3–4 мес. содержались в стандартных условиях вивария. В качестве наркоза использовали хлоралгидрат в дозе 400 мг/кг веса. Исследование проводилось с учетом рекомендаций, данных в [3]. ИР вызывалась у крыс путем окклюзии каротидных артерий в сочетании с гипотензией [4, 5], которая осуществлялась путем отбора артериальной крови в шприц (перед отбором крови крысам вводили 0.2 мл 0.9% NaCl, содержащий гепарин 50 Ед/мл) до достижения артериального давления в 50 мм рт. ст. По окончании 20 мин окклюзии проводили реперфузию мозга в течение 1 ч, разжимая каротидные артерии и возвращая в кровяное русло кровь в смеси с гепарином, отобранную шприцом на стадии ишемии. Ложно-оперированных (ЛО) крыс использовали как контрольных. Инсулин в дозе 0.5 IU вводили крысам интраназально за 1 ч до окклюзии артерий (в каждую ноздрю по 10 мкл раствора, содержащего 1 мг бычьего инсулина (“Sigma Aldrich”, USA) в 1 мл цитратного буфера, pH 4.4). По окончании реперфузии проводили декапитацию животных и выделяли кору головного мозга. Индекс окисленности липидов, содержание ТБК-активных продуктов (ТБК-АП) и оснований Шиффа, которые отражают уровень первичных и конечных продуктов ПОЛ, соответственно, определяли в липидных экстрактах коры мозга, выделенных по методу Фолча [6], как это описано ранее [7]. Содержание общего глутатиона определяли в цитоплазматической фракции [8].

Данные представлены в виде медианы и меж-квартильного размаха (25-й процентиль; 75-й процентиль). Статистическую достоверность различий определяли по U-критерию Манна–Уитни. Достоверными различия считали при р < 0.05.

Нами показано, что в коре головного мозга крыс, подвергнутых ИР, происходило достоверное увеличение исследованных продуктов ПОЛ по сравнению с ЛО животными, за исключением уровня ТБК-АП, который достоверно не менялся (табл. 1). Так, индекс окисленности липидов, свидетельствующий об увеличении отношения конъюгированных двойных связей к изолированным двойным связям, повышался с 0.144 (0.125; 0.158) у ЛО животных до 0.164 (0.157; 0.171) у крыс, подвергшихся ИР (p < 0.05). Инсулин снижал этот показатель до уровня контрольных животных. ИР переднего мозга приводила к повышению уровня оснований Шиффа в 1.7 раза (p < 0.05) по сравнению с их количеством в мозге ЛО крыс. Интраназальное введение 0.5 IU инсулина не влияло на уровень оснований Шиффа у контрольных животных, но достоверно снижало этот показатель (p < 0.05) у крыс, подвергшихся ИР, до уровня ЛО животных, не получавших инсулин. Влияние введения инсулина на содержание ТБК-АП в коре головного мозга, как контрольных крыс, так и перенесших ИР выявлено не было.

Можно предположить, что инсулин, вводимый интраназально в количестве 0.5 IU, уменьшает интенсивность свободнорадикальных процессов при ишемии и реперфузии мозга, что приводит к снижению уровня продуктов ПОЛ. Известно, что инсулин способен оказывать влияние на образование активных форм кислорода и опосредовать снижение интенсивности свободнорадикальных процессов [9], что может проявляться в уменьшении уровня продуктов ПОЛ. С другой стороны, введение инсулина может способствовать активации отдельных компонентов антиоксидантной защиты. В связи с этим мы исследовали влияние инсулина на содержание общего глутатиона в цитоплазматической фракции. Мы не обнаружили достоверных изменений в уровне общего глутатиона в цитоплазматической фракции коры мозга крыс, подвергшихся ИР (табл.). Однако введение 0.5 IU инсулина приводило к достоверному увеличению количества общего глутатиона, как у ЛО животных, так и после ИР (табл. 1).

Таким образом, показано, что двухсосудистая ишемия мозга с гипотензией и последующей реперфузией приводит к усилению свободнорадикальных процессов, что проявляется в увеличении индекса окисленности липидов и повышении количества оснований Шиффа, но не сопровождается изменением уровня общего глутатиона. Интраназальное введение инсулина в количестве 0.5 IU крысам, перенесшим ИР, нормализует процессы ПОЛ, что возможно опосредовано повышением под влиянием инсулина уровня общего глутатиона, который играет ключевую роль в антиоксидантной защите мозга. Так, в опытах на первичной культуре нейронов коры мозга показано, что инсулин способен повышать уровень общего глутатиона, как в контрольных клетках, так и при окислительном стрессе, усиливая активность глутатионредуктазы и снижая активность глутатионпероксидазы [10], что может иметь место и при ишемии-реперфузии мозга in vivo.

Полученные данные о защитном эффекте инсулина, вводимого интраназально, при ишемии и реперфузии мозга открывают перспективу его дальнейшего изучения при острых нарушениях мозгового кровообращения. При этом возникает необходимость подобных исследований на стареющих животных, у которых регенеративный потенциал тканей мозга ниже, чем у молодых особей.