Ученые выяснили, как гипоксия влияет на кровеносные сосуды новорожденных крысят

Ученые выяснили, что у крысят, испытавших недостаток кислорода в первые дни после рождения, активные формы кислорода сильнее, чем в норме, влияют на способность кровеносных сосудов сужаться. Поскольку кислородное голодание часто испытывают дети во время родов, полученные результаты помогут лучше понять, как это сказывается на их сердечно-сосудистой системе и какой уход необходим таким новорожденным. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Pediatric Research.

Часто во время родов организм ребенка испытывает недостаток кислорода — гипоксию. Согласно исследованиям на лабораторных животных, это может негативно повлиять на сердечно-сосудистую систему новорожденного, нарушив механизмы, контролирующие сокращение и расслабление сосудов, что в результате может привести к чрезмерному сужению артерий и, как следствие, повышению артериального давления. Чтобы бороться с такими последствиями, нужно знать, какие именно изменения происходят в клетках сосудов из-за гипоксии.

Ученые из Московского государственного университета имени M.В. Ломоносова (Москва) и Института медико-биологических проблем РАН (Москва) исследовали, как влияет гипоксия на кровеносные сосуды новорожденных крысят. В эксперименте участвовало 22 крысы, половину из которых на второй день после рождения на два часа помещали в камеру с недостатком кислорода (38% от нормы). Такой режим гипоксии используют в качестве модели асфиксии новорожденных — состояния, которое возникает в результате недостатка кислорода у младенца и длится достаточно долго в процессе родов. Оставшихся животных — контрольную группу — содержали в аналогичной камере, но с нормальным уровнем кислорода.

Спустя две недели после эксперимента авторы исследовали подкожные артерии крысят, а также взяли у животных образцы крови. Оказалось, что гипоксия никак не повлияла на основные биохимические показатели крови животных. Это говорит о том, что непосредственного вреда внутренним органам, в частности, печени и почкам, она не нанесла. Кроме того, у крысят, испытавших гипоксию, авторы не зафиксировали ни структурных изменений сосудов, ни изменений чувствительности артерий к вазоконстрикторам — веществам, стимулирующим сужение артерий. Отсутствие существенных изменений в биохимическом составе крови и в базовых характеристиках сосудов в результате гипоксии можно объяснить относительно «мягкими» условиями эксперимента.

Ранее авторы выяснили, что активные формы кислорода — молекулы, выполняющие сигнальные и ряд других функций в клетках, — способствуют сужению сосудов, что особенно ярко проявляется у новорожденных. Кроме того, гипоксия способна изменять активность систем, участвующих в выработке активных форм кислорода. Поэтому далее биологи решили проверить, как влияет гипоксия в первые дни жизни на роль активных форм кислорода в реакциях сосудов на вазоконстрикторы. В естественных условиях роль вазоконстрикторов часто выполняют такие сигнальные молекулы как норадреналин, тромбоксан A2 и другие. В экспериментах ученые использовали вещества, стимулирующие соответствующие рецепторы — «чувствительные молекулы» на поверхности клеток. Вазоконстрикторами выступили препарат метоксамин (действует на рецепторы норадреналина в сосудах) и вещество U46619 (действует на рецепторы тромбоксана A2).

Оказалось, что активные формы кислорода в существенно большей степени способствуют сокращению подкожной артерии крысят, испытавших гипоксию, в ответ на U46619, чем у животных из контрольной группы. В отношении другого вазоконстриктора — метоксамина — такого эффекта не наблюдалось. Авторы связывают это с тем, что метоксамин и U46619 активируют в клетке разные сигнальные пути. Из-за этого гипоксия могла не повлиять на вклад активных форм кислорода в регуляцию сигнальных путей, активирующихся под действием метоксамина.

Знание того, какие молекулярные механизмы приводят к нарушениям, вызванным гипоксией, помогут лучше понять, какие препараты потенциально можно будет использовать, чтобы справляться с негативными последствиями гипоксии у новорожденных.

«Гипоксия при рождении (асфиксия новорожденных) может вызывать существенные нарушения в регуляции тонуса сосудов на более поздних этапах развития, то есть иметь отложенные негативные эффекты на функционирование сердечно-сосудистой системы. Полученные результаты необходимо учитывать при уходе за новорожденными, испытавшими кислородное голодание при родах. В дальнейшем мы планируем оценить, как гипоксия, перенесенная в младенчестве, сказывается в более длительной перспективе — во взрослом возрасте», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Анастасия Швецова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории общей физиологии и регуляторных пептидов МГУ имени М.В. Ломоносова.