The purpose of the research was to study the contribution of the superoxide radical (\({\text{O}}_{2}^{{\centerdot - }}\)) to the mechanisms of the coronary KV-channels functional activity impairment in rats with posttraumatic stress disorder (PTSD). The study was performed on 117 outbred white male rats (Rattus, Muridae weighing 210–240 g). To reproduce the experimental analogue of PTSD, the modified model of “a predator presence imitation” was applied (contact with cats’ excrements for 10 days, 15 minutes daily). The PTSD development was confirmed by behavioral changes of affected animals in the “Open Field” test. The coronary vessels’ tone was studied on the isolated by the Langendorf’s method isotonically contracted hearts, which were perfused under constant flow with Krebs–Henseleit solution. The contribution of \({\text{O}}_{2}^{{\centerdot - }}\) to the coronary vascular tone regulation was studied by infusion of the superoxide radical “scavenger” Tiron (4,5-dihydroxy-1,3-benzenedisulfonic acid) in the perfusion solution. The functional activity of KV-channels was assessed by the degree of increase in the coronary perfusion pressure (CPP) in response to 4-aminopyridine (4-AP), a blocker of KV-channels. To elucidate the role of \({\text{O}}_{2}^{{\centerdot - }}\) in the KV‑channels functional activity of coronary vessels, Tiron and 4-AP were infused in the perfusion solution. The concentration of diene conjugates (DCs), malondialdehyde (MDA), C‑reactive protein (C-RP) and interleukin 1β (IL-1β) as well as catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) activity were detected in the blood serum of experimental animals. The CPP in the isolated rats’ hearts after PTSD was 30% lower at coronary flow rate 10 mL/min compared to the control group. Under the influence of 4-AP, CPP increased by 70% and by 24% in the “Control” and “PTSD” groups, respectively. Under influence of Tiron, the CPP in the “PTSD” group at coronary flow rate 10 mL/min was 52% lower than in the control. In the “PTSD + Tiron + 4-AP” group the CPP augmentation (71.5%) was comparable to that in the hearts of the “Control” group after 4-AP exposure. The IL-1β, C-RP, DCs and MDA concentration in the blood serum of rats with PTSD was 3, 1.6, 3.3 and 3.6 times higher than in the control rats’ blood serum, while SOD and CAT activity was by 27 and 59% lower, compared to control, respectively. In the course of the investigation, it was found that \({\text{O}}_{2}^{{\centerdot - }}\) overproduction due to oxidative stress might be an important mechanism of a poststressor “channelopathy”, which is characterized by the decreased functional activity of the KV-channels of coronary vessels following PTSD.
Цель исследования – изучить вклад супероксидного радикала (\({\text{O}}_{2}^{{\centerdot - }}\)) в механизмы нарушения функциональной активности КV-каналов коронарных сосудов у крыс с посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР). Исследование выполнено на 117 беспородных белых крысах-самцах (Rattus, Muridae) массой 210–240 г. Для воспроизведения экспериментального аналога ПТСР использовали модифицированную модель “имитации присутствия хищника” (контакт с экскрементами кошек 10 дней по 15 мин ежедневно). О наличии ПТСР судили по изменению поведения животных в тесте “Открытое поле”. Тонус коронарных сосудов изучали на сердцах крыс, изолированных по методу Лангендорфа, перфузируемых раствором Кребса–Хензелейта в условиях постоянного потока и сокращающихся в изотоническом режиме. Вклад \({\text{O}}_{2}^{{\centerdot - }}\) в регуляцию тонуса коронарных сосудов изучали путем введения в перфузионный раствор “ловушки” супероксидного радикала тирона (4,5-дигидрокси-1,3-бензолдисульфоновой кислоты). Функциональную активность КV-каналов оценивали по степени прироста коронарного перфузионного давления (КПД) при введении блокатора 4-аминопиридина (4-АП). Для выяснения роли \({\text{O}}_{2}^{{\centerdot - }}\) в механизмах функционирования КV-каналов изолированного сердца крыс в раствор для перфузии вводили тирон и 4-АП. В сыворотке крови животных спектрофотометрическим методом определяли содержание диеновых коньюгатов, малонового диальдегида, активность каталазы и супероксиддисмутазы, методом иммуноферментного анализа — концентрацию С-реактивного белка и содержание интерлейкина 1β (ИЛ-1β). В изолированных сердцах крыс с ПТСР при объемной скорости коронарного потока 10 мл/мин КПД было на 30% меньше по сравнению с группой “Контроль”. Под влиянием 4-АП КПД увеличивалось на 70% в группе контрольных животных и на 24% в группе “ПТСР”. При добавлении тирона в группе “ПТСР” КПД при объемной скорости коронарного потока 10 мл/мин было ниже на 52% по сравнению с таковым в контроле. В группе “ПТСР + тирон + 4-АП” прирост КПД был сопоставим с таковым в сердцах группы “Контроль” под влиянием 4-АП и составлял 71.5%. В сыворотке крови крыс с ПТСР наблюдалось увеличение концентрации ИЛ-1β в 3 раза, С-реактивного белка в 1.6 раза, диеновых коньюгатов в 3.3 раза и малонового диальдегида в 3.6 раза при уменьшении активности супероксиддисмутазы и каталазы на 27 и 59% соответственно по сравнению с контролем. В результате проведенных исследований установлено, что при ПТСР снижается функциональная активность КV-каналов коронарных сосудов, причем одним из важных механизмов такой “каналопатии” может быть гиперпродукция \({\text{O}}_{2}^{{\centerdot - }}\), которая является результатом развития окислительного стресса.