Russian Journal of PhysiologyRussian Journal of PhysiologyРоссийский физиологический журнал им. И.М. Сеченова0869-81392658-655XThe Russian Academy of Sciences65166310.31857/S0869813924030068CPTAJXEXPERIMENTAL ARTICLESЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleSyndecan-1 as Potential Messenger of Effects of Remote Postconditioning in Experiments with Brain IschemiaСиндекан-1 как потенциальный мессенджер эффектов дистантного посткондиционирования в экспериментах с ишемией головного мозгаKolpakovaM. E.КолпаковаМ. Э.
Russian Federation
kolpakoavame@infran.ruJakovlevaA. A.ЯковлеваА. А.
Russian Federation
kolpakoavame@infran.ruPoliakovaL. S.ПоляковаЛ. С.
Russian Federation
kolpakoavame@infran.ruEl AmghariH.
Russian Federation
kolpakoavame@infran.ruSolimanS.
Russian Federation
kolpakoavame@infran.ruFaizullinaD. R.ФайзуллинаД. Р.
Russian Federation
kolpakoavame@infran.ruSharoykoV. V.ШаройкоВ. В.
Russian Federation
kolpakoavame@infran.ruPavlov Institute of Physiology of the Russian Academy of ScienceИнститут физиологии им. И.П. Павлова РАНFirst Pavlov State Medical UniversityПервый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова15032024110341442301022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-8139/article/view/651663

The mechanisms of cerebral reperfusion injury restriction by remote conditionig (RC) is interesting due to its possible effects on functional recovery after brain ischemia. The assessment of the role of syndecan-1 (SDC-1) and annexin-5 (ANXA5) content in blood plasma was performed by ischemic-reperfusion injury on middle cerebral artery model in rats. We used RC protocol. Randomized controlled trials were conducted. Ischemia had been done by MCAo (middle cerebral artery occlusion) by Belayev [6]. Animals used were the Wistar rat-males weighting 250 g. under general anesthesia (Zoletil 100 и Xylazine 2%). MCAo animals had been detected 41.4*±1.3 ng/ml SDC-1 plasma’s level (30%). MCAo animals with RC protocol had been detected 67.8**±5.8 ng/ml SDC-1 plasma’s level (112%). Infarction volume in MCAo animals’ brain reviled 31.97 ± 2.5% injury; the volume of infarction was 13.6 ± 1.3%. Swelling of tissue in МCАо animals with RC was 16 ± 2.1%; in contrary, in МCАо animals’ swelling of tissue was bigger up to 47 ± 3.3%. Correlation analysis in MCAo animals with RC reviled high direct correlation relationship between infarction area and muscle strength in the right forelimb (КК=0.72). Correlation analysis reviled very high inverse correlation between infarct area and capillary blood flow in МCАо animals with RC (p < 0.01; r = -0.98). It is being discussed the SDC-1 protein in blood plasma may play role of potential regulator of infarct–limiting effects of remote ischemic postconditioning which cause functional recovery.

Изучение механизмов ограничения реперфузионного повреждения методом дистантного ишемического посткондиционирования (RC) представляет интерес в связи с эффектами на функциональное восстановление после перенесенной церебральной ишемии. Цель исследования – оценка роли изменения концентрации белков плазмы крови синдекана-1 (SDC-1) и аннексина-5 (ANXA5) в ограничении ишемически-реперфузионного повреждения в условиях применения RC на модели окклюзии средней мозговой артерии (MСАо) у крыс. Проводили рандомизированные контролируемые исследования. Ишемию моделировали на крысах-самцах Вистар массой 250 г по методу [6] под общей анестезией (Zoletil 100 и Xylazine 2%). Разница концентраций SDC-1 в образцах плазмы ложнооперированных животных и животных c ишемией составила 30% (30 min МСАо: 41.4 ± 1.3 нг/мл, p < 0.05). В образцах плазмы крови животных c ишемией на фоне применения протокола RC содержание SDC-1 по сравнению с ложнооперированными животными составила 112% ((30 min МСАо + RC): 67.8 ± 5.8 нг/мл, p < 0.01). Расчет объема инфаркта в группе с ишемией выявил 31.97 ± 2.5% повреждения мозга; в группе 30 min МCАо + RC объем инфаркта составил 13.6 ± 1.3%. Объем отека нервной ткани головного мозга составлял 16 ± 2.1% в группе 30 min МCАо + RC; а в группе 30 min МCАо 47 ± 3.3% по сравнению со всем объемом нервной ткани головного мозга. В группе 30 min МCАо + RC корреляционный анализ показал высокую прямую корреляционную зависимость между площадью инфаркта и мышечной силой в правой передней конечности (КК = 0.72; p < 0.05). Корреляционный анализ показал в группе 30 min MCАо + RC очень высокую обратную корреляционную зависимость между площадью инфаркта и капиллярным кровотоком (r = –0.98, p < 0.01). Обсуждается связь повышения SDC-1 в плазме крови с механизмами ограничения ишемически-реперфузионного повреждения, а также роль SDC-1 как потенциального мессенджера в процессе функционального восстановления.

МСАоbrain ischemiaremote ischemic postconditioningSyndecan-1Annexine-5МСАоцеребральная ишемиядистантное ишемическое посткондиционированиесиндекан-1аннексин-5Правительство РФGovernment of the Russian FederationНИОКТР 121032200171-6Qi W, Zhou F, Li S, Zong Y, Zhang M, Lin Y, Zhang X, Yang H, Zou Y, Qi C, Wang T, Hu X (2016) Remote ischemic postconditioning protects ischemic brain from injury in rats with focal cerebral ischemia/reperfusion associated with suppression of TLR4 and NF-кB expression. Neuroreport 27(7): 469–475. https://doi.org/10.1097/WNR.0000000000000553Jain KK (2019) Introduction. The Handbook of Neuroprotection. 1–44. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-9465-6_1Torres Filho I, Torres LN, Sondeen JL, Polykratis IA, Dubick MA (2013). In vivo evaluation of venular glycocalyx during hemorrhagic shock in rats using intravital microscopy. Microvascul Res 85: 128–133. https://doi.org/10.1016/j.mvr.2012.11.005Belayev L, Alonso R, Zhao OF, Busto W, Ginsberg MD (1996) Middle cerebral artery occlusion in the rat by intraluminal suture. Neurological and pathological evaluation of an improved model. Stroke 27: 1616–1622, discussion: 1623.Fluri F, Schuhmann MK, Kleinschnitz C (2015) Animal models of ischemic stroke and their application in clinical research. Drug Des Devel Ther 9: 3445–3454. https://doi.org/10.2147/DDDT.S56071Горшкова ОП, Шуваева ВН, Ленцман МВ, Артемьева АИ (2016) Постишемические изменения вазомоторной функции эндотелия. Совр пробл науки и образов 5: 90. [Gorshkova OP, Shuvaeva VN, Lentsman MV, Artemyeva AI (2016) Post-ischemic endothelial vasomotor function changes. Modern Probl Sci and Educat 5: 90. (In Russ)].Chen G, Yang J, Lu G, Guo J, Dou Y (2014) Limb remote ischemic post-conditioning reduces brain reperfusion injury by reversing eNOS uncoupling. Indian J Exp Biol 52(6): 597–605. https://doi.org/10.3390/ijms17121971Kirik OV, Tsyba DL, Alekseeva OS, Kolpakova ME, Jakovleva AA, Korzhevskii DE (2021) Changes in Kolmer Cells in SHR Rats after Cerebral Ischemia. Neurosci Behav Physiol 51: 1148–1152. https://doi.org/10.1007/s11055-021-01174-3Zhang Y, Ma L, Ren C, Liu K, Tian X, Wu D, Ding Y, Li J, Borlongan CV, Ji X (2019) Immediate Remote Ischemic Postconditioning Reduces Cerebral Damage in Ischemic Stroke Mice by Enhancing Leptomeningeal Collateral Circulation. J Cell Physiol 234: 12637–12645. https://doi.org/10.1002/jcp.27858Chen G, Thakkar M, Robinson C, Doré S (2018) Limb Remote Ischemic Conditioning: Mechanisms, Anesthetics, and the Potential for Expanding Therapeutic Options. Front Neurol 9: 40. https://doi.org/10.3389/fneur.2018.00040