Влияние женского полового гормона и физической нагрузки на развитие гипоксической формы легочной гипертензии в зависимости от степени гипоксического воздействия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.03.01, кандидат наук Панькова Надежда Владимировна

• Панькова Надежда Владимировна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Панькова Надежда Владимировна

Оглавление

Введение

1 Литературный обзор

1.1.2 Механизмы, участвующие в развитии ЛГ

1.1.3 Лечение ЛГ

1.1.4 Гендерная зависимость в проявлении легочной гипертензии

1.1.5 Гипоксическая легочная гипертензия

1.2 Гипобарическая гипоксия

1.2.1 Реакция организма на острое гипоксическое воздействие. Механизм острой гипоксической вазоконстрикции

3.2.2 Ремоделирование легочных сосудов под влиянием хронической гипоксии

1.2.3 Адаптация к хронической гипоксии на системном уровне

1.2.4 Физические тренировки на фоне гипоксии

1.3 Физическая активность

2 Материалы и методы исследования

2.1 Животные и их содержание

2.2 Структура работы

2.3 Вещества, использовавшиеся в экспериментах

2.4 Общая схема эксперимента

2.4.1 Изучение влияния хронического введения эстрадиола и гипоксии разной степени тяжести на степень развития легочной гипертензии

2.4.2 Изучение влияния физической тренировки на степень развития легочной гипертензии

2.5 Деление животных на экспериментальные группы

2.6 Моделирование легочной гипертензии

2.7 Проведение билатеральной гонадоэктомии

2.8 Плетизмографическое измерение систолического артериального давления в хвостовой

артерии животного

2.9 Подкожное введение веществ

2.10 Измерение лактата

2.11 Анализ гематологических показателей

2.12 Измерение систолического давления в правом желудочке сердца и основных гемодинамических параметров прямым методом

2.12.1 Регистрация среднего артериального давления и частоты сердечных сокращений

2.12.2 Регистрация систолического давления в правом желудочке сердца

2.13 Исследования реактивности изолированных легочных и системных сосудов в ответ на перфузию различными веществами in vitro

2.14 Морфометрические исследования сердца и других органов

2.15 Определение концентрации половых гормонов

2.16 Определение нитритов и нитратов в моче

2.17 Определение устойчивости животных к экзогенной гипобарической гипоксии

2.20 Статистический анализ

3 Результаты

3.1. Влияние хронического введения эстрадиола на степень развития легочной гипертензии в зависимости от степени гипоксического воздействия

3.1.1 Оценка эффективности введения 17Р-эстрадиола

3.1.2. Влияние хронического введения эстрадиола на общее состояние животных

3.1.3. Влияние пола, хронического введения эстрадиола и хронической прерывистой гипоксии разной степени тяжести на основные параметры большого круга кровообращения

3.1.4. Влияние пола, хронического введения эстрадиола в дозе 15 мкг/кг и гипоксии разной степени тяжести на степень развития основных показателей легочной гипертензии: систолическое давление в правом желудочке сердца и гипертрофии правого желудочка сердца

3.1.5 Влияние гипоксии 8% О2 и хронического введения 17ß-эстрадиола на выживаемость животных в гипоксический период эксперимента

3.1.6 Влияние разной степени гипоксии и хронического введения 17ß-эстрадиола на гематологические показатели в зависимости от пола животного

3.1.7 Влияние пола гонадоэктомированных животных, хронических инъекций эстрадиола в дозе 15 мкг/кг и гипоксии разной степени тяжести на реактивность легочной артерии 3го порядка

3.2 Влияние физической тренировки (плавание) на степень развития легочной гипертензии

3.2.1.Влияние хронической физической тренировки разной интенсивности и гипоксии на концентрацию половых гормонов у самцов и самок крыс. Оценка эффективности гонадоэктомии

3.2.2 Оценка влияния физической тренировки разной интенсивности и хронической прерывистой гипоксии на общее состояние животных

3.2.3 Влияние хронической физической тренировки - плавания на основные параметры развития легочной гипертензии: величину систолического давления в правом желудочке сердца и его гипертрофию у самцов и самок крыс

3.2.4 Влияние физической тренировки разной интенсивности на среднее артериальное давление и частоту сердечных сокращений

3.2.5Влияние тренировки разной интенсивности на гематологические показатели

3.2.6.Влияние тренировки разной интенсивности на реактивность сосудов малого (легочная артерия 3го порядка) и большого (подколенная артерия) кругов кровообращения

4.Обсуждение результатов

4.1 Влияние хронического введения эстрадиола на развитие легочной гипертензии при разной степени гипоксического воздействия

4.2 Влияние предварительной тренировки разной интенсивности на степень развития легочной гипертензии

5. Заключение

6.Вывод ы

7. Обозначения и сокращения

131

8. Список публикаций по теме диссертации

9.Список литературы

10. Благодарности

11 Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние женского полового гормона и физической нагрузки на развитие гипоксической формы легочной гипертензии в зависимости от степени гипоксического воздействия»

Введение

Актуальность темы. Легочная гипертензия (ЛГ)- группа заболеваний, характеризующихся ремоделированием легочных сосудов, гипертрофией правого желудочка, повышением давления в легочной артерии больше 25 мм рт. ст., в правом желудочке сердца больше 35 мм рт. ст. и сердечно-сосудистой недостаточностью [Wilcox и др., 2015]. К развитию легочной гипертензии приводит кислородная недостаточность различного генеза. Гипоксическая форма ЛГ возникает за счет постоянного действия рефлекса гипоксической вазоконстрикции (рефлекс Эйлера-Лильестранда), когда в ответ на альвеолярную гипоксию происходит сужение артериол малого круга кровообращения. В результате чего увеличивается сопротивление сосудов с последующим их ремоделингом, возрастает постнагрузка на правый желудочек сердца, происходит увеличение давления в нем и его размеров.

У животных развитие легочной гипертензии моделируют помещением их в гипоксическую камеру с содержанием кислорода от 2 до 16% [Navarrete-Opazo и др., 2014]. На самцах крыс было показано, что длительность нахождения животных в гипоксических условиях и содержание кислорода в гипоксической камере могут определять степень развития заболевания [Ma и др., 2015; Nakanishi и др., 1996; Feng и др., 2019]. В реакции на гипоксию существует как межвидовая, так и индивидуальная изменчивость [Naeije, Dedobbeleer, 2013]. Так, у 25% людей гипоксическая вазоконстрикция не развивается, а у 1-2%, напротив, она выражена очень сильно [Bärtsch, Gibbs, 2007].

Данной патологией, в отличие от большинства других сердечно-сосудистых заболеваний, чаще страдают женщины (от 1,4 до 4-х раз) [Lahm, Tuder, Petrache, 2014]. Однако, несмотря на это, продолжительность жизни с ЛГ у женщин выше, чем у мужчин. Этот феномен получил название «эстрадиолового парадокса». Гендерные различия объясняют влиянием половых гормонов [Assaggaf, Felty, 2017]. Известно, что nß-эстрадиол оказывает протективное действие на сердечно-сосудистую систему (ССС), расширяя кровеносные сосуды путем увеличения синтеза оксида азота и других сосудорасширительных факторов в эндотелии сосудистой стенки [Sherman и др., 2002]. Считается, что за счет данного механизма женская заболеваемость сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ) в репродуктивном возрасте меньше, чем у мужчин. Однако, ЛГ является исключением из этого правила. В литературе много противоречивых данных о влиянии 17ß-эстрадиола - женского полового гормона на процесс развития ЛГ. В частности, это связано с тем, что 17ß-эстрадиол может оказывать как про- так и противовоспалительное действие [Roy и др., 2015], а гормон-заместительная терапия не всегда

приводит к ожидаемому положительному эффекту [Assaggaf и др., 2017]. Показано, что гормон-заместительная терапия, как и оральные контрацептивы, могут усугублять протекание ЛГ [Sweeney, Voelkel, 2009], а у мужчин с ЛГ показан значительно более высокий уровень циркулирующего эстрадиола (Е2) и отношения Е2/тестостерон [Ventetuolo и др., 2016].

Для многих заболеваний рекомендована физическая нагрузка, но не в случае легочной гипертензии. Физические упражнения увеличивают постнагрузку на правый желудочек сердца, что, считается, приводит к утяжелению течения данного заболевания в связи с тем, что постнагрузка на правый желудочек сердца у больных ЛГ уже увеличена [Poels, da Costa Martins, van Empel, 2015]. Однако, в последнее время появляется все больше доказательств улучшения общего физического состояния пациента с легочной гипертензией в ответ на физическую активность [Richter и др., 2017]. Так же на монокроталиновой модели ЛГ на крысах было показано, что тренировка улучшает состояние больных животных с непрогрессирующей ЛГ, а с прогрессирующей - ухудшает [Handoko и др., 2009].

Цель исследования: проанализировать влияние хронического введения эстрадиола и физической тренировки на развитие легочной гипертензии в экспериментах на крысах и исследовать зависимости этих воздействий от степени гипоксии.

Задачи исследования:

1. Провести сравнение влияние хронической прерывистой гипоксии с содержанием кислорода во вдыхаемом воздухе 13%, 10% и 8% на степень развития легочной гипертензии у гонадоэктомированных крыс обоих полов.

2. Оценить влияние хронического введения эстрадиола на степень развития легочной гипертензии у гонадэктомированных крыс обоих полов при разном уровне гипоксического воздействия.

3. Изучить влияние предварительной тренировки разной интенсивности на развитие легочной гипертензии у животных обоих полов в зависимости от содержания половых гормонов.

4. Проанализировать вклад гематологических показателей и реактивности сосудов малого круга кровообращения к вазодилятаторам и вазоконстрикторам в развитие легочной гипертензии в зависимости от пола животного.

Научная новизна. Впервые выявлены гендерные различия в развитии легочной гипертензии в зависимости от тяжести гипоксического воздействия у самцов и самок крыс с пониженным уровнем содержания половых гормонов. У самок максимальное развитие ЛГ,

определяемое по величине систолического давления в правом желудочке сердца, наблюдается при гипоксии 10% О2, а у самцов - при 8% О2. Хроническое введение эстрадиола нивелируя это различие, предупреждает увеличение степени гипертрофии правого желудочка сердца у крыс обоих полов при возрастании тяжести гипоксического воздействия с 13% О2 до 10% О2, что можно рассматривать как протективное действие эстрадиола на процессы гипертрофии сердца при умеренном гипоксическом воздействии.

Впервые показано, что хроническое введение экзогенного эстрадиола в физиологических дозах самкам крыс с исходно пониженным уровнем содержания полового гормона увеличивает их выживаемость при тяжелом гипоксическом воздействии (в 8% О2) более, чем в два раза, не влияя на степень развития легочной гипертензии.

Реактивность сосудов к вазоактивным факторам и уровень гематокрита существенно влияют на степень легочной гипертензии. Способ адаптивного увеличения гематокрита у гонадоэктомированных крыс зависит от пола животного, но не концентрации эстрадиола в крови. Так у самок гематокрит в ответ на гипоксию 10% О2 увеличивается за счет увеличения количества эритроцитов, а у самцов - их объема. При более тяжелой гипоксии как у самок, так и у самцов наблюдаются оба процесса.

Впервые выявлено, что ответ легочных артерий на серотонин возрастает с увеличением степени гипоксии и у самок этот эффект выражен в большей степени, чем у самцов, у которых он проявляется только при тяжелой форме гипоксии в 8% О2. Хроническое введение эстрадиола снижает максимальный ответ на серотонин у самок крыс, увеличивая его у самцов.

Эффект предварительной тренировки на развитие легочной гипертензии зависит от пола животного, содержания половых гормонов и интенсивности упражнений. Впервые показано, что протективным эффектом обладает предварительная неинтенсивная тренировка плаванием у самок крыс с пониженным уровнем содержания половых гормонов, интенсивная тренировка - у самок крыс с нормальным содержанием половых гормонов, а также у гонадоэктомированных самцов.

Теоретическая и практическая значимость. Впервые выявленный эффект возрастания величины констрикторной реакции на серотонин у самок крыс с пониженным уровнем содержания половых гормонов в зависимости от степени гипоксического воздействия, что может вносить свой вклад в развитие феномена "эстрадиолого парадокса", учитывая цикличность содержания гормона в женском организме. Так же впервые показан протективный эффект физиологических доз эстрадиола на выживаемость самок крыс со сниженной концентрацией половых гормонов в крови в условиях тяжелой гипобарической

гипоксии. На самцах подобного эффекта не наблюдается. Настоящие данные могут быть важны для поддержания жизнедеятельности женской популяции, находящейся в периоде постменопаузы в высокогорных условиях. Данные о половых различиях в динамике и степени развития ЛГ, а также зависимых от пола механизмов увеличения гематокрита в зависимости от тяжести гипоксии могут быть учтены при выработке алгоритма лечения у больных в пострепродуктивном возрасте с гипоксической формой ЛГ (ГЛГ).

Впервые показано, что у самок с нормальным уровнем половых гормонов уменьшение развития ГЛГ наблюдается при интенсивной предварительной физической нагрузке, а у самок с пониженным уровнем половых гормонов - при меньшей степени физической нагрузки. Эти данные могут быть важны при планировании физической нагрузки у больных разных возрастных групп.

Методология и методы исследования. В представленной работе применялись физиологические и биохимические методы исследования. Для создания модели легочной гипертензии использовалось хроническое прерывистое гипоксическое воздействие разной степени тяжести. Степень развития легочной гипертензии определялась стандартными методами по изменению систолического давления в правом желудочке сердца и его гипертрофии. Для измерения чувствительности артерий к вазоактивным факторам проводилась перфузия изолированных сегментов легочных артерий сосудосуживающими и сосудорасширительными факторами. Оценивались гематологические показатели крови.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Существуют половые различия в динамике и степени развития легочной гипертензии в зависимости от тяжести гипоксии (13% О2 -8% О2) у животных с пониженным уровнем половых гормонов. Введение женского полового гормона эстрадиола по-разному влияет на развитие легочной гипертензии у самцов и самок крыс.

2. Процесс развития гипоксической легочной гипертензии у самок с пониженным уровнем полового гормона в отличие от нормальных животных сопровождается увеличением максимального ответа легочных сосудов к сосудосуживающему фактору - серотонину. Введение экзогенного эстрадиола восстанавливает реактивность к этому агенту.

3. Женский половой гормон эстрадиол способствует уменьшению смертности при тяжелом гипоксическом воздействии только у самок крыс. При этом не уменьшается степень развития легочной гипертензии.

4. Эффект предварительной физической тренировки на развитие легочной гипертензии от присутствия половых гормонов у животных и их пола.

5. Развитие гипоксической легочной гипертензии зависит от степени гипоксии, пола животного, содержания половых гормонов, интенсивности предварительной физической тренировки, изменения реактивности легочной артерии к вазоактивным факторам и механизма повышения гематокрита.

Степень достоверности данных. Достоверность представленных результатов подтверждается использованием современных стандартных экспериментальных методов, достаточной величиной выборок животных, применением адекватных методов статистической обработки. При подготовке обзора литературы и обсуждении результатов использована современная и актуальная литература по теме исследования.

Апробация результатов исследования. Результаты диссертационной работы были изложены на VI Всероссийской с международным участием школы-конференции по физиологии кровообращения (Москва, 2016), на Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2016» и «Ломоносов-2017» (Москва 2016, Москва 2017), на XXIII съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Воронеж, 2017), на Всероссийском конгрессе молодых ученых-биологов «Симбиоз-Россия-2017» (Казань, 2017), на 27, 28 и 29 Европейских встречах посвященных гипертензии (Милан 2017, Барселона 2018, Милан 2019), на 4, 5 и 6 Конгрессе по острой сердечной недостаточности (Париж 2017, Вена 2018, Афины 2019), на V съезде фармакологов России «Научные основы поиска и создания новых лекарств» (Ярославль, 2018).

Диссертационная работа апробирована на заседании кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова 07 октября 2019 года.

Публикации. По материалам было опубликовано 21 работа, в том числе 4 статьи в журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus, а также 14 тезисов докладов всероссийских и международных конференций, опубликованных в рецензируемых изданиях.

Личный вклад автора. Автор принимала непосредственное участие на всех этапах исследования. В том числе в планировании и проведении экспериментов, статистической

обработке полученных данных, анализе результатов, подготовке и публикации статей и тезисов докладов, представляла результаты работ на всероссийских и международных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит: введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты, обсуждение результатов, выводы, заключения, список используемой литературы, приложения. Работа изложена на 179 страницах, проиллюстрирована 84 рисунками и 17 таблицами; список цитируемой литературы включает 182 источника.

1 Литературный обзор

Легочная гипертензия (ЛГ) -гемодинамическое расстройство, определяемое аномально высоким давление в малом круге кровообращения. Для людей наличие легочной гипертензии определяется как увеличение давление в легочной артерии выше 25 мм рт. ст. в покое, измеренное при катетеризации правой части сердца[Ноерег et al., 2013]. ЛГ может возникать в следствие различных патологических процессов. Развитие патологии сопровождается увеличением реактивности сосудов легких к вазоконстрикторным факторам, их ремоделированием, увеличением сосудистого сопротивления, возрастанием давления в правом желудочке сердца и его гипертрофией. Гипертрофия правого желудочка является вторым диагностическом параметром развития заболевания, а возникающая в результате ее развития желудочковая недостаточность является основной причиной смерти от этого заболевания [Sztrymf et al., 2010].

Согласно нынешним оценкам, распространенность легочной гипертензии составляет около 1% от общей численности населения в мире, и 10% среди лиц в возрасте старше 65 лет [Ноерег et al., 2016]. Однако распространённость зависит от формы легочной гипертензии. Одной из наиболее частых причин развития легочной гипертензии является наличие заболеваний, затрагивающих левый желудочек сердца [Ноерег et al., 2016].

Европейское общество кардиологов подразделяет легочную гипертензию на 5 основных групп по механизму ее развития [Barbera et al., 2018]:

1. Легочная артериальная гипертензия

2. ЛГ вследствие патологии левых камер сердца

3. ЛГ вследствие патологии легких и/или гипоксии

4. Хроническая тромбоэмболическая ЛГ и другие обструкции легочной артерии

5. ЛГ с неясными и/или многофакторными механизмами

Хотя механизм развития ЛГ до сих пор выясняется и зависит от основной причины (патогенетической или генетической), повлекшей наступление ЛГ, отличительной особенностью развития всех форм ЛГ является устойчивая вазоконстрикция и ремоделирование легочных сосудов. Ремоделирование легочных сосудов характеризуется утолщением интимы и / или медии сосудов и появлением клеток, экспрессирующих специфические маркеры для гладкомышечных клеток (ГМК) в прекапиллярных артериолах, что приводит к увеличению пролиферации и миграции ГМК легочной артерии [Voelkel and Tuder, 2000]. В процессе ремоделирования легочных сосудов увеличение сосудистого

сопротивления происходит в основном из-за ремоделирования мелких артериол, однако увеличение жесткости более крупных артериол так же может увеличить постнагрузку на правый желудочек сердца [Gan et al., 2007; Vanderpool et al., 2011]. Увеличение сопротивления легочной артерии, а также увеличение давления в правом желудочке сердца зависят не только от степени ремоделирования сосудов легких, но и изменения реактивности сосудов к вазоактивным факторам. Относительный вклад изменения реактивности сосуда и степени его ремоделирования в повышение давления в легких варьируется [Shimoda and Laurie, 2013].

1.1.2 Механизмы, участвующие в развитии ЛГ

ET-I ВМР4 5-ИТ BMP?

BuomUnt/

4 4 4 ЬЛ224Д19 I

Рисунок 1. Сигнальные пути, участвующие в ремоделировании гладко-мышечных клеток легких [Shimoda and Laurie, 2013]. ЕТ-1 -эндотелин-1, 5-НТ - серотонин, ВМР- костный морфогенетический белок, ROCK-Rho-ассоциированная протеин киназа

На Рис. 1 показаны некоторые сигнальные каскады, участвующие в ремоделировании гладкомышечных клеток (ГМК).

В ГМК клеток больных ЛГ наблюдается деполяризация, которую связывают со снижением активности и экспрессии калиевых каналов [Shimoda and Polak, 2011]. Увеличение экспрессии Kv 1.5 канала чувствительного к кислороду, дихлорацетатом, препятствовало ремоделированию сосудов, увеличивало апоптоз ГМК и уменьшало проявления ЛГ у крыс, подвергавшихся хронической гипоксии [Michelakis et al., 2002; Pozeg et al., 2003]. Таким образом, модулируя активность K + каналов можно изменять рост ГМК. Тем не менее, точный

механизм, с помощью которого пониженная активность канала K + и / или деполяризация вызывает ремоделирование, все еще обсуждается [Shimoda and Laurie, 2013].

Повышение внутриклеточного кальция Ca 2+ наблюдается при росте ГМК и их миграции. Повышение базального уровня Ca 2+ происходит в основном за счет активизации Ca 2+ -проницаемых неселективные катионные каналов - TRPC-каналов. [Shimoda and Polak, 2011]. Повышенное содержание белков, входящих в эти каналы наблюдалось в ГМК животных подвергавшихся гипоксии [Lin et al., 2004] Уменьшение и активности этих каналов уменьшает пролиферацию ГМК [Kunichika et al., 2004]. Увеличение внутриклеточной концентрации кальция так же происходит при запуске других каскадов (Рис.1).

Постоянство рН в ГМК поддерживается с помощью Na + / H + -обменника [Quinn et al., 1991]. Повышение его экспрессии наблюдается при хронической гипоксии, а ингибирование его экспрессии уменьшает гипертрофию, пролиферацию и миграцию ГМК [Yu and Hales, 2011].

Сигнальный путь с участием Rho-киназы играет центральную роль в обеспечении вазоконстрикции в моделях ЛГ [Oka et al., 2007], его активация также участвует в процессе ремоделирования [Firth, Choi, and Park, 2012]. Активация этого пути необходима для миграции и пролиферации ГМК [Liu et al., 2004]. Внутривенное введение ингибиторов этого каскада снижает давление в легочной артерии при ЛГ [Fukumoto et al., 2005]. Хроническое лечение ингибиторами Rho-киназы снижает ремоделирование сосудов при развитии ЛГ[Fagan et al., 2004; Hyvelin et al., 2005]

Костный морфогенетический белок (BMP) оказывают различное влияние на ГМК в зависимости от местоположения в сосуде. BMP2 и BMP4 являются антипролиферативными для ГМК в проксимальных сосудах[Morrell et al., 2001] , однако в дистальных сосудах BMP4 увеличивает концентрацию кальция и пролиферацию ГМК [Lu et al., 2010]. Трансгенные мыши с частичным дефицитом BMP2 более восприимчивы к развитию ЛГ, а с ВМР4-менее подвержены развитию патологии [Anderson et al., 2010; Frank et al., 2005, 2008].

Уровень циркулирующего эндотелина-1 увеличивается при ЛГ, а его ингибиторы предотвращают ремоделирование сосудов [Davie et al., 2009]. Помимо вазоконстрикции, ET-1 вызывает миграцию и пролиферацию ГМК [Shao et al., 2011]. ET-1 через мембранные рецепторы ингибирует экспрессию K + -каналов, увеличивает концентрацию внутриклеточного кальция, активирует Na + / H + -обменник и Rho-киназный путь [Shimoda et al., 2002; Undem et al., 2012; Whitman et al., 2008]. В ГМК экспрессируются как рецепторы ET A, так и ET B, которые обеспечивают сокращение, пролиферацию и

миграцию. В эндотелиальных клетках экспрессируются только рецепторы ET b, которые, как считается, приводят к выработке NO и других эндотелий-зависимых вазодилятаторов. Однако, большая часть ET-1 секретируется базолатерально, тем самым именно ГМК являются основной мишенью для ЕТ-1.

Серотонин (5-НТ) участвует в ремоделировании сосудов и гипертрофии ГМК через МАР и Rho киназные каскады [Maclean and Dempsie, 2010a]. Так же гиперэкспрессия переносчика серотонина SERT+ стимулирует развитие ЛГ, на чем основана одна из животных моделей патологии.

1.1.3 Лечение ЛГ

Препараты, направленные на лечение ЛГ и облегчение ее симптомов, стимулируют снижение сосудистого сопротивления в кровеносном русле легких и легочного артериального давления. Для чего используют [Barbera et al., 2018; Hoeper et al., 2017]:

1. Блокаторы кальциевых каналов

2. Антагонисты рецепторов эндотелина-1: Амбризентан (Ambrisentan), Бозентан (Bosentan), Мацитентан (Macitentan),

3. Ингибиторы фосфодиэстеразы-5: Силденафил (Sildenafil), Тадалафил (Tidalafil)

4. Стимуляторы растворимой гуанилатциклазы: Риоцигуат (Riociguat)

5. Аналоги простациклина: Эпопростенол (Epoprostenol), Илопрост (Iloprost), Трепростинил (Treprostinil)

6. Агонисты рецептора простациклина: Селексипаг (Selexipag)

В качестве поддерживающей терапии так же применяются пероральные антикоагулянты, диуретики, кислородотерапия. В тяжелых случаях используется баллонная предсердная септотомия1 и трансплантация легких. В отличие от большинства других заболеваний, применение физических тренировок сильно ограничено.

1.1.4 Гендерная зависимость в проявлении легочной гипертензии

Наблюдается неравномерность в частоте встречаемости сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) среди населения. У женщин в репродуктивный период жизни реже обнаруживается гипертония и ишемическая болезнь сердца, чем у мужчин того же возраста [Mozaffarian et я1., 2016]. При этом количество случаев обнаружения ССЗ у женщин в постменопаузу сравнивается с показателями для мужчин [Përez-L6pez et а1., 2009]. Данный феномен связывают с протективным действием женского полового гормона в отношении

1 Баллонная предсердная септотомия- создание шунта между правым и левым предсердиями

сердечно-сосудистой системы [do Nascimento et al., 2009]. Так же ранее, Crews и Khalil показали, что сокращение аорты в ответ на фенилэфрин не отличалось у кастрированных и некастрированных самцов, а у самок при овариэктомии сокращение значительно усиливалось [Crews and Khalil, 1999], что подтверждает защитную роль эстрадиола в отношении ССС.

Несмотря на вышеописанные факты, легочной гипертензией чаще страдают женщины [Humbert et al., 2006; Thenappan et al., 2007]. При этом женщины преобладают среди пациентов вне зависимости от группы ЛГ, то есть вне зависимости от основной причины, повлёкшей развитие ЛГ. Тем не менее, у женщин более длительная по сравнению с мужчинами продолжительность жизни после постановки диагноза ЛГ [Humbert et al., 2010]. Таким образом, если женский пол — это фактор риска возможности заболевания, то мужской пол — это фактор риска смерти от ЛГ. На данный момент механизм «эстрадиолового парадокса» еще не до конца ясен.

Хотя эстрогены являются женскими половыми гормонами, а андрогены - мужскими половыми гормонами, они в определенных сочетаниях присутствуют и в женском, и мужском организме и участвует в регуляции артериального давления у обоих полов. Яичники женщины вырабатывают три эстрогенных стероида: 17-Р эстрадиол (эстрадиол, Е2), эстрон и эстриол, причем эстрадиол является наиболее важным, а эстрон и эстриол вносят лишь незначительный вклад в общую эстрогенную активность у женщин в пременопаузе [Stevan P. Tofovic, 2010]. Яичники являются основным источником циркулирующих эстрогенов у женщин. У мужчин примерно 20% циркулирующих эстрогенов вырабатывается в семенниках, а остальная часть производится местно, в том числе жировой тканью, мозгом и кожей, где ароматаза превращает тестостерон в эстрадиол [Vermeulen et al., 2002]. Синтез половых гормонов, их преобразование и метаболизм показан на Рис.2.

OH-cholesterol

P450scc

3|)-0H Л4 5 -isomerase

Прогестерон

Р450с17

17-ОН progesterone

17,20 desmolase

Адростендион

aromatase

CYP1A2

Эстрон (Е1)

17-fcetoreductase

Эстрадиол (Е2)

2-ОН-Е1 4-ОН-Е1 16-u-OH-EI

16«-hydroxylase

Эстриол (Е3)

20,22 Desmolase

Pregnenolone

Р450с17

17-ОН pregnenolone

Зр-DH Л* ^-isorrverase

17,20 desmolase

Дигидроэпиандростерон(ДНЕА)

30-DH Л4 4 -isomerase

17-ketoreductase

Адростендиол

17-ketoreduclase

Зр-DH Д4 9 -isomerase

Тестостерон

aromatase

5-a-reductase

Дигидротестостерон

catechol-O-methyltransferase

2-Methoxy-E2

Рисунок 2. Схема синтеза половых гормонов[ёо Кавашеп!» е! а1., 2009]

Процесс синтеза эстрогена в организме начинается с преобразования холестерина в прегненолон. Далее прегненолон в ходе нескольких превращений преобразовывается в андростендиол, затем - в тестостерон и далее может метаболизироваться до эстрадиола. Из этого ряда гормонов наиболее активными являются дингидроэпиандростерон и эстрадиол. Андростендион также является предшественником эстрона. Затем эстрон преобразуется в эстрадиол. Превращение тестостерона и андростендиола в эстрадиол и эстрон, соответственно, регулирует ароматаза (СУР19Л1) [Раг1 е! а1., 2009]. Эстрон и эстрадиол могут превращаться друг в друга по средством 17-кеторедуктазы. Синтез эстрона и эстрадиола может происходить не только в репродуктивных органах (яичниках), но и во множестве других тканях как относящихся к репродуктивной системе (матка и молочная железа), так и в различных других тканях. В частности, к ним относятся адипоциты, мозг, кожа, сердечные фибробласты, а также клетки кровеносных сосудов: эндотелиальные и гладкомышечные. Это связано с высоким содержанием в них как ароматазы, так и 17- кеторедуктазы. Кроме того,

процесс синтеза эстрадиола может быть увеличен в тканях, находящихся в патологическом состоянии, например, при раке молочной железы и эндометриозе [Harada et al., 1999].

Необходимо сказать, что кроме половых гормонов, их метаболиты также являются активными участниками развития ЛГ. Так, для легких характерна высокая активность цитохрома CYP450, что приводит к окислению эстрогенов по положениям 2, 4 или 16, в результате чего получаются 2, 4 или 16 гидроксиэстрогены [Nebert, 1993]. 2- и 4-производные быстро метаболизируются катехол-о-метил-трансферазой (COMT), что приводит к возникновению одного из наиболее активных метаболитов эстрогена 2-метоксиэстрадиола (2-МЕ2). 2-МЕ обладает антипролиферативным, противовоспалительным, проапоптотическим и антиангиогенным действиями, которые реализуются независимо от рецепторов эстрогена [Tofovic et al., 2005]. В отличие от него, 16-гидроксиэстрогены обладают пролиферативной и провоспалительной активностями, реализуемые в основном через рецепторы к эстрону и частично через рецепторы к эстрадиолу, в большей степени через ERb, чем через ERa [Bao et al., 2006].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Панькова Надежда Владимировна, 2019 год

Е 90 -

80

Гип СЦ, п = 7 Гип СЦ + Плав, п = 8

1

Тренировка, недели

0

2

0

2

Рисунок 67. Изменение массы и среднего артериального давления (САД) в тренировочный период в процентах у самцов крыс. Эксперимент 2.1.1.Гип СЦ- самцы крыс; Гип СЦ+Плав -самцы крыс, подвергаемые ежедневным тренировкам без груза

Рисунок 68. Изменение массы тела в тренировочный период в процентах самок крыс с сохраненными яичниками (А) и гонадоэктомированные (Б). Эксперименты 2.1.2 и 2.1.3. Гип СК самки крыс; Гип СК+Плав - самки крыс, подвергаемые ежедневным тренировкам без груза; Гон - гонадоэктомированные животные.

;ю0-

50-

5

г

о.

о

В

500 400

I

Л 300

ч

>

о" 200

О X

100

° о*"

г г

15010050-

О

О О

-г- <о л>

.о у о

< ¿Г < ¿Г

о „о о

Г

500 -400 -

I

2 300 -

ч

>

о 200 -

о

X

1 00 -

О

Рисунок 69. Среднее артериальное давление (А, Б) и частота сердечных сокращений (В, Г) самок крыс с сохраненными яичниками (А, В) и гонадоэктомированных (Б, Г). СК- самки; Плав - самки подверженные плаванию 30 мин/день без груза. Негип - животные не подвергаемые гипоксией; Гип- животные, перенесшие гипоксию в 10% О2 14 дней 10ч/день. Количество животных показано внутри столбцов.

6

8

7

5

7

7

6

0

0

6

8

7

7

7

7

5

0

0

А 60

.о 40

О

X 20

0 -1-1-

О ж»

Б

1 5

1 0

О т а:

Гип СЦ Гип СЦ + Плав

> О

В 60 ■

40

20

^ О*

Г

250 200

.с;

"ъ! 150 0]

О 100 X

50

Ги п С Ц

Гип СЦ + Плав

5

7

8

7

8

0

7

8

7

8

0

0

Рисунок 70. Гематологические показатели самцов крыс. Эксперимент 2.1.1. Гип СЦ- самцы крыс; Гип СЦ+Плав - самцы крыс, подвергаемые ежедневным тренировкам без груза. Количество животных показано внутри столбцов.

н

о

I-

с

2 2

О н

л е;

п

«

п ш

30 п

" 20 -

1 0 -

т

-г

кО О

о

н

о

н а.

2 2

о

>

X

о н

л е; а и а Ш

Б

30 ■ 20 -10 -

Т

-гу

Гип С Ц

Гип С Ц + Плав

5

6

5

6

0

0

Рисунок 71. Эксперимент 2.1.1. Базальный тонус легочной (А) и подколенной (Б) артерии самцов крыс. Гип СЦ- самцы крыс; Гип СЦ+Плав - самцы крыс, подвергаемые ежедневным тренировкам без груза. Количество животных показано внутри столбцов.

30 п

20-

I-

о

ь о.

5 5

о >

X

о

I-

>5 10Л X

л е; га

м га ш

0

I

1 0

I

I

11

I

X

10

О О О

<* ^ ^ с/

о* <* о* ^

к*

30 п

20-

1-

о

ь

.

5 5

о >

X

о

I-

>5 10Л X

л е; га

п га ш

0

X

X

11

X

I

о* о* ^ о^

к*

с»" О»"

о

30

20

1-

о

ь

.

5 5

о >

X

о

I-

>5 10

Л

X

л е;

со 0

га

Ш

10

10

X

10

<г>

^ о* <4+

О * О

о

1-

о

1.

5 5

30

о >

X

о

I->5 Л X

л е; га п га ш

Г 20-

10

11

¿ь

X

^ „^ У ^

с* с* ^

к*

Б

8

9

8

9

9

7

6

8

Г

7

9

7

9

8

9

7

6

0

Рисунок 72. Базальный тонус изолированной легочной артерии (А, Б) и подколенной артерий (В, Г) самок (А, В) и самцов (Б, Г) крыс. СК- самки «мокрого» контроля, СЦ- самцы «мокрого контроля». Гип - животные, подвергавшиеся гипоксии 10% О2 10ч/день 14 дней; Гон-гонадоэктомированные животные; +Плав4% - животные подвергавшиеся хронической тренировки в течение 15 мин/день 14 дней с грузом 4% от массы тела; ГипСКСух и ГипСЦСух - самки и самцы крыс не подвергавшиеся нахождению в воде до хронической гипобарической гипоксии (контроль на стресс от плавания). Количество животных показано внутри столбцов.

Lg[нитропруссид натрия, М]

Lg[нитропрусс ид натрия, М]

Рисунок 73. Эксперимент 2.1.1. ответ легочной (А) и подколенной(Б) артерий на нитропруссид натрия в процентах от сокращения на серотонин самцов крыс. Гип СЦ- самцы крыс; Гип СЦ+Плав - самцы крыс, подвергаемые ежедневным тренировкам без груза

[ацетилхол ин, М] Ьд [а цет и л хо л и н , М]

Рисунок 74. Ответ легочной артерии на ацетилхолин самок крыс. Эксперимент 2.1.2 и 2.1.3. СК- самки (контроль); СК+Плав - самки подверженные плаванию 30 мин/день без груза. Негип - животные не подвергаемые гипоксией; Гон- гонадоэктомированные; Гип- животные, перенесшие гипоксию в 10% О2 14 дней 10ч/день.

-20 -

<и ш

го -40 ч

<и о

-60 -

п >

-80

а. <и с

-100

-8 -7 -6 -5

Ьд [эстрад иол, М ]

В

<и

* -20 х

V

с

ш

го -40 ч

V

о х

х -60

О

П >

-80

а. о с

-100

-8

Гон СК

Гон СК+Плав Гип Гон СК Гип Гон СК+Плав

-7 -6 -5

Ьд[эстрадиол, М]

Б

0

0

Г

0)

5 -20 х

о Ц

т

я -40

4

0) о

X

х -60 о

5

«

>

-80

0)

Гип СК Гип СК+Плав

-100

-8 -7 -6 -5

Ьд [эстрад иол, М]

х

о ц

ш

я.

4

о о

X X

о

5

м >

е-

а о с

-100'

-60

-80'

Гон СК Гон СК+Плав Гип Гон С К Гип Гон СК+Плав

-8 -7 -6 -5

Ьд[эстрадиол, М]

0

0

Рисунок 75. Ответ легочного (А, Б) и подколенного (В, Г) сосудов на эстрадиол у самок крыс серий 2.1.2. и 2.1.3 СК- самки; СК+Плав - самки крыс, подверженные плаванию 30 мин/день без груза. Негип - животные, не подвергаемые гипоксией; Гон- гонадоэктомированные; Гип-животные, перенесшие гипоксию в 10% О2 14 дней 10ч/день.

Приложение 18

-9 -8 -7 -6

Ьд [н и т ро п ру с с и д натрия, М]

2 1 % 1 3% 1 0% 8%

-9 -8 -7 -6

1_д [н и тр о п ру с с и д натрия, М]

21% 1 3% 1 0% 8%

5-100

-9 -8 -7 -6

1_ д [н ит ро п рус с и д натрия, М]

2 1 % 1 3% 1 0% 8%

£-10 0

-9 -8 -7 -6

1_ д [н ит ро п рус с и д натрия, М]

2 1 % 1 3% 1 0% 8%

Рисунок 76. Дозо-зависимое уменьшение перфузионного давления изолированной подколенной артерии гонадоэктомированных крыс в ответ на перфузию растворами нитропруссида натрия. А- самки крыс без эстрадиола (СКК), Б- самки крыс с введением эстрадиола (СКЕ2), В - самцы крыс без введения эстрадиола (СЦК), Г- самцы крыс с введением эстрадиола (СЦЕ2).

Б

□

а) -4 0

5Н00

-1 0

-5

-10

-5

В

Г

0

0

-6 0

-6 0

80

80

10

5

10

5

Таблица 16. Логарифм полумаксимального ответа на серотонин в эксперименте 1.

Легочная артерия Подколенная артерия

Группа Среднее значение Ошибка среднего Количество животных Среднее значение Ошибка среднего Количество животных

СКК21% -6,17 0,03 4 -6,65 0,01 9

СКК 13% -6,01 0,04 9 -6,89 0,76 9

СКК 10% -6,55 0,02 5 -6,70 0,00 5

СКК 8% -6,88 0,07 3 -6,01 1,89 4

СКЕ221% -5,95 0,15 4 -6,91 0,08 7

СКЕ2 13% -6,41 0,05 4 -6,42 0,06 5

СКЕ2 10% -6,25 0,03 5 -6,69 0,00 6

СКЕ2 8% -6,80 0,03 8 -6,32 0,01 9

СЦК 21% -6,19 0,03 7 -6,45 0,01 8

СЦК 13% -5,89 0,03 5 -6,52 0,00 9

СЦК 10% -6,55 0,05 6 -6,85 0,03 6

СЦК 8% -6,46 0,05 3 -6,09 0,01 4

СЦЕ2 21% -5,89 0,05 8 -6,82 0,02 8

СЦЕ2 13% -6,20 0,06 5 -6,46 0,01 6

СЦЕ2 10% -6,49 0,06 5 -6,95 0,80 8

СЦЕ2 8% -6,96 0,14 3 -6,58 0,01 4

Оценка влияния ежедневных физических тренировок разной интенсивности на прирост

лактата в крови в течение тренировки.

5 4

н

СЦ