Влияние острой гипоксии на разных сроках гестации на показатели окислительного стресса у потомства крыс

Внутриутробная гипоксия – самый распространенный пренатальный фактор риска, представляющий непосредственную опасность не только для жизни плода, но также для будущей постнатальной жизни организма. Целью настоящего исследования является выявление связи между гипоксией плода и окислительным стрессом, а также оценка значения гестационного возраста и пола для развития окислительного стресса. Беременных крыс подвергали острой гипоксии на 10-е либо 20-е сут беременности, что соответствует первому и второму триместрам беременности у человека. У новорожденных крысят на 2-е сут жизни и у половозрелого потомства обоих полов на 60-е сут жизни проводили оценку состояния антиоксидантной защиты по содержанию небелковых тиолов в крови и гомогенате печени, каталазной и супероксиддисмутазной активности в гомогенате печени, общей антиоксидантной активности и уровню церулоплазмина в плазме крови, а также по интенсивности перекисного окисления липидов в плазме крови и гомогенате печени. Независимо от срока гестации, на котором потомство перенесло острую гипоксию, у новорожденных крысят зафиксированы многочисленные изменения показателей системы антиоксидантной защиты, свидетельствующие в пользу развития окислительного стресса, что может быть причиной показанных уже для взрослых животных нарушений неврологического и кардиологического характера.

1. Kingdom J.C.P., Kaufmann P. Oxygen and placental villous development: origins of fetal hypoxia // Placenta. 1997. Vol. 18. N 8. P. 613–621.

2. Moshiro R., Mdoe P., Perlman J.M. A Global view of neonatal asphyxia and resuscitation // Front. Pediatr. 2019. Vol. 7: 489.

3. Fisher J.J., Bartho L.A., Perkins A.V., Holland O.J. Placental mitochondria and reactive oxygen species in the physiology and pathophysiology of pregnancy // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 2020. Vol. 47. N 1. P 176–184.

4. Meyer K., Zhang L. Fetal programming of cardiac function and dsease // Reprod. Sci. 2007. Vol. 14. N 3. P. 209–216.

5. Giussani D.A., Davidge S.T. Developmental programming of cardiovascular disease by prenatal hypoxia // J. Dev. Orig. Health Dis. 2013. Vol. 4. N 5. P. 328–337.

6. Giussani D.A. The fetal brain sparing response to hypoxia: physiological mechanisms // J. Physiol. 2016. Vol. 594. N 5. P. 1215–1230.

7. Chan L.Y., Chiu P.Y., Siu S.S.N., Lau T.K. A study of diclofenac-induced teratogenicity during organogenesis using a whole rat embryo culture model // Hum. Reprod. 2001 Vol. 16. N 11. P. 2390–2393.

8. Ross E.J., Graham D.L., Money K.M., Stanwood G.D. Developmental consequences of fetal exposure to drugs: what we know and what we still must learn // Neuropsychopharmacology. 2015. Vol. 40. N 1. P. 61–87.

9. Graf A.V., Maslova M.V., Artiukhov A.V., Ksenofontov A.L., Aleshin V.A., Bunik V.I. Acute prenatal hypoxia in rats affects physiology and brain metabolism in the offspring, dependent on sex and gestational age // Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23. N 5: 2579.

10. Huang L., Chen X., Dasgupta C., Chen W., Song R., Wang C., Zhanget L. Foetal hypoxia impacts methylome and transcriptome in developmental programming of heart disease // Cardiovasc. Res. 2019. Vol. 115. N 8. P. 1306–1319.

11. Graf A., Trofimova L., Ksenofontov A., Baratova L., Bunik V. Hypoxic adaptation of mitochondrial metabolism in rat cerebellum decreases in pregnancy // Cells. 2020. Vol. 9. N 1: 139.

12. Zhidkova T.V., Proskurnina E.V., Parfenov E.A., Vladimirov Y.A. Determination of superoxide dismutase and SOD-mimetic activities by a chemical system: Co2/H2O2/lucigenin // Anal. Bioanal. Chem. 2011. Vol. 401. N 1. P. 381–386.

13. Pankratova M.S., Baizhumanov A.A., Yusipovich A.I., Faassen M., Shiryaeva T.Yu., Peterkova V.A., Kovalenko S.S., Kazakova T.A., Maksimov G.V. Imbalance in the blood antioxidant system in growth hormone-deficient children before and after 1 year of recombinant growth hormone therapy // PeerJ. 2015. Vol. 3: e1055.

14. Матюлько И.С., Байжуманов А.А., Хиразова Е.Э., Маслова М.В. Влияние различных режимов питьевой депривации на систему антиоксидантной защиты крови и поведенческую активность крыс // Журн. мед.-биол. исслед. 2018. Т. 6. № 3. P. 254–261.

15. Haase V.H. Regulation of erythropoiesis by hypoxiainducible factors // Blood Rev. 2013. Vol. 27. N 1. P. 41–53.

16. Halliwell B., Whiteman M. Measuring reactive species and oxidative damage in vivo and in cell culture: how should you do it and what do the results mean? // Br. J. Pharmacol. 2004. Vol. 142. N 2. P. 231–255.

17. Graf A.V., Baizhumanov A.A., Maslova M.V., Krushinskaya Ya.V., Maklakova A.S., Sokolova N.A., Kamensky A.A. The antioxidant system activity during normal pregnancy and pregnancy followed by hypoxic stress // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2021. Vol. 76. N 3. P. 104–110.

18. Von Essen C., Rydenhag B., Mozzi R., van Gelder N., Hamberger A. High levels of glycine and serine as a cause of the seizure symptoms of cavernous angiomas? // J. Neurochem. 2002. Vol. 67. N 1. P. 260–264.

19. Bayer S.A., Altman J., Russo R.J., Zhang X. Timetables of neurogenesis in the human brain based on experimentally determined patterns in the rat // Neurotoxicology. 1993. Vol. 14. N 1. P. 83–144.

20. Laforgia N., Di Mauro A., Favia Guarnieri G., Varvara D., De Cosmo L., Panza R., Capozza M., Baldassarre M.E., Resta N. The role of oxidative stress in the pathomechanism of congenital malformations // Oxid. Med. Cell. Longev. 2018. Vol. 2018: 7404082.

21. Wu F., Tian F.-J., Lin Y. Oxidative stress in placenta: health and diseases // Biomed. Res. Int. 2015. Vol. 2015: 293271.

22. Silvestro S., Calcaterra V., Pelizzo G., Bramanti P., Mazzon E. Prenatal hypoxia and placental oxidative stress: insights from animal models to clinical evidences // Antioxidants (Basel). 2020. Vol. 9. N 5: 414.

23. Chiera M., Cerritelli F., Casini A., Barsotti N., Boschiero D., Cavigioli F., Corti C.G., Manzotti A. Heart rate variability in the perinatal period: a critical and conceptual review // Front. Neurosci. 2020. Vol. 14: 561186.

24. Ghulmiyyah L.M., Costantine M.M., Yin H., Tamayo E., Clark S.M., Hankins G.D.V., Saade G.R, Longo M. The role of oxidative stress in the developmental origin of adult hypertension // Am. J. Obstet. Gynecol. 2011. Vol. 205. N 2. P. 155.e7–155.e11.

25. Bureau I., Gueux E., Mazur A., Rock E., Roussel A.-M., Rayssiguier Y. Female rats are protected against oxidative stress during copper deficiency // J. Am. Coll. Nutr. 2003. Vol. 22. N 3. P. 239–246.

26. Katalinic V., Modun D., Music I., Boban M. Gender differences in antioxidant capacity of rat tissues determined by 2,2′-azinobis (3-ethylbenzothiazoline 6-sulfonate; ABTS) and ferric reducing antioxidant power (FRAP) assays // Comp. Biochem. Physiol. Part. C. Toxicol. Pharmacol. 2005. Vol. 40. N 1. P. 47–52.

27. Kander M.C., Cui Y., Liu Z. Gender difference in oxidative stress: a new look at the mechanisms for cardiovascular diseases // J. Cell. Mol. Med. 2017. Vol. 21. N 5. P. 1024–1032.

28. Barp J., Araújo A.S.R., Fernandes T.R.G., Rigatto K.V., Llesuy S.., Belló-Klein A., Singal A. Myocardial antioxidant and oxidative stress changes due to sex hormones // Braz. J. Med. Biol. Res. 2002. Vol. 35. N 9. P. 1075–1081.

29. Ide T., Tsutsui H., Ohashi N., Hayashidani S., Suematsu N., Tsuchihashi M., Tamai H., Takeshita A. Greater oxidative stress in healthy young men compared with premenopausal women // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2002. Vol. 22. N 3. P. 438–442.

30. Vassalle C., Sciarrino R., Bianchi S., Battaglia D., Mercuri A., Maffei S. Sex-related differences in association of oxidative stress status with coronary artery disease // Fertil. Steril. 2012. Vol. 97. N 2. P. 414–419.

31. Dadu R.T., Dodge R., Nambi V., Virani S.S., Hoogeveen R.C., Smith N.L., Chen F., Pankow J.S., Guild C., Tang W.H.W., Boerwinkle E., Hazen S.L., Ballantyne C.M. Ceruloplasmin and heart failure in the atherosclerosis risk in communities study // Circ. Heart Fail. 2013. Vol. 6. N 5. P. 936–943.