III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Антенатальная гипоксия является универсальным повреждающим фактором в системе «мать-плод». Общепризнанным фактом является подверженность современного человека всевозможным стрессорным воздействиям, начиная от психоэмоциональных перегрузок и заканчивая токсическим воздействием выхлопных газов. Все это влияет на беременную женщину, вызывая антенатальную гипоксию плода. Нехватка кислорода, в свою очередь, оказывает негативное действие на все системы и органы развивающегося плода. В связи с тотальной распространенностью сердечно-сосудистой патологии изучение влияния антенатальной гипоксии на сердце представляет интерес с позиций как фундаментальной, так и прикладной науки.

Период выраженной пролиферативной активности кардиомиоцитов ограничен ранними этапами онтогенеза [Румянцев П.П., 1982]. В это время закладывается резерв дальнейшего роста сердца. При этом «размер генома», или плоидность миокарда, становится важным фактором компенсации функционирования сердца в условиях патологии [Бродский В.Я., 1986, 1995]. Таким образом, узнав сердечные последствия антенатальной гипоксии, мы сможем прогнозировать исход и возможные осложнения у кардиологических больных. В гемодинамическом отношении для организма на постнатальном этапе онтогенеза более значим левый желудочек, поэтому все проведенные исследования касаются его.

Цель исследования: изучить влияние антенатальной гипоксии на ДНК-синтетические процессы и анаболическую активность кардиомиоцитов левого желудочка белых крыс в возрастной динамике.

Материалы и методы: антенатальную гипоксию моделировали на беременных самках беспородных белых крыс, находящихся в стандартных условиях содержания, режима и рациона кормления. Гипоксия осуществлялась путем гипобарического воздействия (высота 9000 м, экспозиция 4 часа), в ходе которого парциальное давление кислорода в атмосфере барокамеры снижалось до 42 мм рт. ст. Гипоксическому воздействию подвергалась одна из двух произвольно выбранных групп беременных самок белых крыс с 14 по 19е сутки гестации, вторая группа оставалась контрольной. У полученного потомства забор материала для изучения осуществлялся на различных сроках: 20е сутки антенатального развития, 1е и 60е сутки постнатального развития. Чтобы проследить полученные показатели в динамике, нами были использованы результаты, полученные в лаборатории ранее для крысят 5х, 7х и 21х суток постнатального онтогенеза [Крыжановская С.Ю. и соавт., 2004]. Для оценки гравиметрических показателей использовали метод соматометрии. Состояние тканевого гомеостаза миокарда оценивали по двум методикам: ядрышковый аппарат кардиомиоцитов исследовали на гистологических препаратах, окрашенных азотнокислым, серебром; учитывалось среднее количество ядрышек на одно ядро кардиомиоцита. В состав ядрышка входят кислые негистоновые аргентофильные белки, тесно связанные с ядрышкообразующими районами хромосом, и регулирующие сложный многоэтапный процесс синтеза рРНК и образования рибосом [Райхлин Н.Т. и соавт., 2002]. В связи с этим степень экспрессии этих белков может косвенно свидетельствовать о белок-синтетической активности клеток [Мамаев Н.Н. и соавт., 1989]. Состояние ДНК-синтетической активности кардиомиоцитов оценивали с помощью авторадиографии с использованием Н³-тимидина, раствор которого вводили животным за час до эвтаназии. Радиоавтографы готовились принятым в лаборатории методом с использованием ядерной фотоэмульсии Kodak. Подсчитывали индекс меченых ядер (ИМЯ),  отражающий среднее количество ДНК-синтезирующих (меченых) ядер на 1000 кардиомиоцитов левого желудочка. В экспериментах было использовано 64 животных. Статистическая обработка данных проводилась в программе Statistica 6.0.

Результаты исследования: у односуточных животных гипоксической группы, по сравнению с контрольной, была достоверно снижена масса сердца (Рисунок 1). Абсолютный показатель массы сердца в контроле был 44,73+2,7 мг; в опыте - 32,36 +1,80 мг; снижение показателя составило 28,2%, р=0,001. Относительный показатель массы сердца в контроле составил 6,66±0,19 мг/г; в опыте - 5,80±0,18 мг/г; снижение показателя - на 13%; р=0,03. На протяжении постнатального развития, вплоть до периода полового созревания, показатели абсолютной массы сердца достоверно не отличались у опытной и контрольной групп животных. Однако у половозрелых животных (60-суточного возраста) гипоксической группы масса сердца была достоверно снижена по сравнению с контрольной и составила: 914,17 + 24,63мг (контроль) и 810,87 + 18,35 мг (опыт), снижение показателя на 11%, р=0,02.

Полученные результаты подтверждают предположение о снижении скорости роста тканей сердца под влиянием антенатальной гипоксии. Индекс меченых ядер (ИМЯ) в субэндокардиальной зоне миокарда левого желудочка был достоверно снижен на первые сутки постнатального развития у животных гипоксической группы, по сравнению с контрольной,. Этот показатель составил: 13,92±0,15% и 9,90±0,15% в контрольной и  гипоксической группах, соответственно (р=0,02). К 5 суткам постнатального онтогенеза ИМЯ достоверно превысил у гипоксических животных уровень контроля и составил 8,89±0,50% и 10,73±0,42% в контрольной и гипоксической группах соответственно. Дальнейшее изучение пролиферативной активности кардиомиоцитов не обнаружило статистически значимых различий на 7е и 21е сутки постнатального онтогенеза. 

Среднее количество ядрышек в ядрах кардиомиоцитов достоверно снизилось под влиянием антенатального гипоксического воздействия. У 20-суточных плодов этот показатель составил: 3,43±0,1 в контрольной и 2,4±0,1 в подопытной группе (р=0,000007). У 1-суточных крысят - 2,89±0,06 в контрольной и 2,61±0,03 в подопытной группе (р=0,007). Эти результаты подтверждают данные, полученные при соматометрическом исследовании, и указывают на снижение белок-синтетической активности кардиомиоцитов у животных гипоксической группы. В дальнейшем проявляется волна компенсаторного усиления синтеза белка у животных гипоксической группы: на 7е сутки постнатального онтогенеза количество ядрышек на кардиомиоцит составило 2,29+ 0,08 в контрольной группе и 2,68+0,11 в гипоксической. На 21е сутки также отмечено преобладание данного показателя у животных подопытной группы: 1,54+0,07 в контрольной группе и 1,75+ 0,05 в гипоксической. К достижению половой зрелости достоверного различия по данному показателю в миокарде левого желудочка не выявлено. Вместе с тем, следует отметить, что в миокарде правого желудочка половозрелых животных, перенесших антенатальную гипоксию, мы зарегистрировали достоверное снижение показателя. 

Такие изменения в совокупности со снижением абсолютной и относительной массы сердца позволяют судить о снижении белок-синтетических процессов в кардиомиоцитах гипоксических животных в соответствующий период онтогенеза. Снижение ИМЯ в условиях гипоксии свидетельствует о значительно сниженных процессах синтеза ДНК в клетке, т.е., в конечном счете, о сниженной пролиферативной активности кардиомиоцитов. В обозримом экспериментально промежутке времени наблюдаются также процессы компенсаторного роста всех показателей у животных, подвергнутых гипоксии. Но они, в конечном счете, не могут восполнить главный источник приспособительных процессов миокарда - количество кардиомиоцитов, на снижение которого указывают падение пролиферативной активности миокарда на ранних этапах постнатального онтогенеза и уменьшение абсолютной массы сердца у животных гипоксической группы на протяжении всего периода онтогенеза. Все это, вероятно, позволяет ожидать более тяжелого течения и повышенной летальности при сердечно-сосудистых патологиях у животных, подвергнутых антенатальной гипоксии. Анализ кардиальных последствий перенесенной антенатальной гипоксии является целью нашего дальнейшего исследования.

Выводы:

1. Антенатальная гипоксия достоверно снижает абсолютную массу сердца у подопытных животных.

2. Внутриутробная гипоксия достоверно снижает количество регистрируемых ядрышкообразующих зон хромосом в кардиомиоцитах левого желудочка белых крыс в позднем антенатальном и раннем постнатальном периоде.

3. В результате антенатального гипоксического воздействия достоверно снижаются показатели ДНК-синтетической активности кардиомиоцитов (ИМЯ) левого желудочка у односуточных животных подопытной группы.

Код для цитирования: Скопировать