Tissue oxidative metabolism and microhemodynamics of the skin in rats exposed to stress factors of different durations and combinations

Full Text

АКТУАЛЬНОСТЬ

Проблема стресса и его реализации в различных системах органов — один из самых актуальных вопросов современной физиологии и медицины. Известно, что стрессы различной этиологии вызывают разнообразные функциональные нарушения различных систем организма. Существуют данные, что стрессы осложняют деятельность сердечно-сосудистой системы, а также угнетают микроциркуляторные процессы, нарушая физиологию тканей.

В условиях наличия патологических процессов, происходящих в тканях при стрессорных влияниях на организм, меняется относительная концентрация флуорофоров — соединений, являющихся частью механизма энергетического обмена — восстановленные пиридиннуклеотиды (НАДН, НАДФН) и окисленные флавопротеиды (флавинадениндинуклеотид, ФАД). Каждое из данных соединений характеризуется специфичными конкретно для него спектрами поглощения и эмиссии. В процессе адаптации организма к воздействию стресса изменяется также морфология тканей, в результате чего изменяются ее спектральные и оптические характеристики, отражающие состояние клеточного и тканевого метаболизма.

В то же время известно, что действие стресс-факторов отражается на состоянии микроциркуляторной системы, однако специфичность реакции на стресс разной продолжительности не изучена. Не изучены также изменения тканевого окислительного метаболизма при действии стрессоров разной продолжительности. Кроме того, на данный момент остается открытым вопрос о взаимосвязи коферментов НАДН и ФАД с микроциркуляторным руслом, тем не менее очевидно, что по данным показателям возможно делать выводы и о состоянии клеточного и тканевого метаболизма [1, 2].

На эти вопросы можно получить ответ при построении определенного дизайна исследования, в котором осуществляется одновременный контроль компартментов микроциркуляции: микрокровотока и окислительных коферментов у крыс, подверженных действию стрессов разной продолжительности (острого и хронического, а также их комбинации), поскольку в современных условиях жизни человек редко подвергается действию изолированного стрессора.

Цель — выявление особенностей реакции микрогемодинамики кожи и тканевого окислительного метаболизма у крыс, находящихся в условиях воздействия острого и хронического стресс-факторов разной продолжительности и их комбинаций.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Экспериментальная часть работы выполнена на кафедре физиологии человека и животных и биофизики в Центре коллективного пользования научным оборудованием «Экспериментальная физиология и биофизика».

Объекты исследования

Эксперимент проводили на 100 половозрелых крысах-самцах линии Wistar массой 200–220 г. (ФГУП «Питомник лабораторных животных «Рапполово», Ленинградская обл.), прошедших карантин не менее 14 дней. Животные содержались в условиях вивария с естественным световым режимом при температуре 18–22 °C на подстиле с основой из початков кукурузы (ООО «Зилубаг», Россия), со свободным доступом к воде и полноценному гранулированному корму (ЛБК-120, ЗАО «Тосненский комбикормовый завод», Россия). Для эксперимента были отобраны животные одинакового возраста, характеризующиеся средней двигательной активностью и низкой эмоциональностью в тесте «открытое поле» (НПК «Открытая Наука», Россия), которые составляют большинство в популяции. Такой отбор позволил сформировать однородные группы животных с близкими конституционными особенностями, однонаправленно реагирующих на действие того или иного фактора.

Моделирование острого и хронического стресса и их комбинаций

После предварительного отбора животных разделили на 5 групп по 20 крыс в каждой (табл. 1). Животные, находящиеся в первой группе (К), являлись биологическим контролем и находились в обычных условиях вивария, животные второй и третьей групп подвергались действию острого стресса (ОС, 10-е сутки эксперимента) и хронического гипокинетического стресса (ГК, 1–10-е сутки эксперимента) соответственно. Животные четвертой группы (ОС-ГК) подвергались предварительному воздействию ОС (в первые сутки эксперимента), а затем действию ГК (1–10-е сутки). Крысы пятой группы в течение 10 сут подвергались воздействию ГК, с последующим воздействием ОС (на 10-е сутки).

 

Таблица 1. Схема проведения серии экспериментов по моделированию острого и хронического стресса, а также их комбинаций

Table 1. Scheme of a series of experiments on modeling acute and chronic stresses and their combinations

Группы	Сутки эксперимента
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
К	К	К	К	К	К	К	К	К	К	К
ОС	–	–	–	–	–	–	–	–	–	ОС
ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК
ОС-ГК	ОС/ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК
ГК-ОС	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК	ГК/ОС

Примечание. К — контроль; ОС — острый стресс; ГК — хронический гипокинетический стресс; ОС-ГК — комбинация воздействия ОС и ГК; ГК-ОС — комбинация воздействия ГК и ОС.

 

При создании условий ограничения подвижности животных в эксперименте использовали специальные пеналы из оргстекла, соответствующие размеру животного, для обеспечения максимально комфортного нахождения крысы внутри пенала и предотвращения сдавливания частей тела. При моделировании ГК в данных пеналах животные находились 10 сут по 19–20 ч в сутки, в остальное время осуществлялись кормление и уход за животными, регистрация микроциркуляции.

Для моделирования ОС животных помещали в емкость для плавания, эксперимент длился в течение 1 ч. Температура воды составляла 21–25 °C. Через 2 ч после проведения эксперимента осуществлялась запись микроциркуляции.

Регистрация показателей микроциркуляции и тканевой флуоресценции

На 10-е сутки у крыс всех пяти групп проводилась регистрация показателей микроциркуляции и тканевой флуоресценции диагностическим комплексом «ЛАЗМА МЦ» (Модификация ЛАЗМА-МЦ-III, ООО НПП «ЛАЗМА», Москва, Россия). Диагностика основана на одновременной оценке активности тканевых коферментов: восстановленного никотинамидадениндинуклеотида (НАДН) и окисленного ФАД способом флуоресцентной спектроскопии [3, 4] и показателей микроциркуляции кровотока методом лазерной допплеровской флуометрии [5]. Поскольку данный метод является высокочувствительным, то для сведения к минимуму внешних помех крысу на время записи помещали в прозрачный пенал из оргстекла, ограничивающий подвижность животного. Размер пенала подбирали так, чтобы животное могло свободно дышать, и ни одна часть тела не была плотно зажата. Хвост крысы фиксировали на ровной поверхности на одной линии с телом в горизонтальном положении тканевым пластырем. Оптоволоконный зонд прибора «Лазма-МЦ» так же фиксировали тканевым пластырем перпендикулярно у основания хвоста. Сигнал записывали в тот момент, когда животное находилось в спокойном состоянии.

В ходе исследования микроциркуляции регистрировались следующие показатели [5]: показатель микроциркуляции (ПМ), среднее квадратичное отклонение (СКО) и коэффициент вариации (К_в). ПМ формируется в полученном сигнале как составляющая, которая обусловливается отражением от движущихся эритроцитов относительно стационарной стенки капилляра, пропорциональная скорости движения (эффект Допплера). От всех эритроцитов, находящихся в области зондирования, формируется амплитуда сигналов. Важным является учет того, что все эритроциты движутся с разной скоростью и неравномерно количественно распределяются в артериолах, капиллярах, венулах и артериовенулярных анастомозах. В результате формируется сигнал, который и определяется как ПМ [5]:

$ПМ=N_{эр}\times V_{эр}$,

где: N_эр — количество эритроцитов в зондируемом объеме; V_ср — средняя скорость эритроцитов.

Увеличение или уменьшение ПМ свидетельствует об увеличении или уменьшении перфузии соответственно.

Среднее квадратичное отклонение амплитуды колебаний кровотока от среднего арифметического значения (СКО). Данный показатель характеризует величину временной изменчивости микроциркуляции. Чем выше СКО, тем большая модуляция кровотока наблюдается в данный момент времени. Обычно повышение данного показателя свидетельствует о преобладании сердечных и дыхательных ритмов, а снижение — о преобладании в системе регуляции вегетативных симпатических влияний.

Соотношение между перфузией крови и ее флаксом определяется К_в [5]:

$K_{в}=\raisebox{1ex}{$\sigma $}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$М$}\right.\times 100\%$

где: σ — СКО амплитуды колебаний кровотока от среднего арифметического значения; М — среднее арифметическое значение показателя микроциркуляции.

Для изучения тканевого окислительного метаболизма в допплеровском канале ЛАЗМА-МЦ-III использовали лазерный модуль с длиной волны излучения 1064 нм, для инициации флуоресценции применяли источники излучения с длинами волн 365 и 450 нм. Метод флуоресцентной спектроскопии позволяет оценить интенсивность окислительного метаболизма in vivo за счет прижизненной регистрации содержания в тканях эндогенных флуорофоров, определяющих метаболизм и энергообеспечение клеток путем регистрации переизлучения поглощенной ими энергии.

Для оценки внутриклеточных энергетических обменных процессов методом флуоресцентной спектроскопии оценивали следующие показатели [5]:

• индекс тканевого содержания для восстановленного НАДH;
• индекс тканевого содержания для окисленной формы ФАД;
• редокс-отношение (РО) амплитуды флуоресценции НАДH и амплитуды флуоресценции ФАД, определяемое по формуле [5]:

$РО=\frac{l_{f}NADH}{l_{f}FAD}\times \frac{l_{f}FAD}{l_{f}NADH}$

где I_f NADH и I_f FAD — амплитуды флуоресценции коферментов НАДH и ФАД соответственно; I_l NADH и I_l FAD — амплитуды возбуждения флуоресценции коферментов ФАД и НАДH соответственно.

Статистическая обработка данных

Статистическую обработку данных показателей тканевой флуоресценции и микроциркуляции проводили с использованием программного пакета GraphPad Prism 9.5.1. Для оценки достоверности межгрупповых различий использовали однофакторный дисперсионный анализ ANOVA с апостериорным критерием Тьюки. Данные представлены в таблицах как среднее и стандартная ошибка среднего (M ± SEM).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Показатели окислительного метаболизма у крыс, подвергшихся изолированным и сочетанным воздействиям острого и хронического стресса

Однофакторный дисперсионный анализ показал значимый эффект межгрупповых различий (контроль, экспериментальные группы ОС, ГК, ОС-ГК и ГК-ОС) нормированных амплитуд флуоресценции НАДH (F_2,473 = 9,02; p < 0,001) и ФАД (F_2,473 = 18,36; p < 0,001), показателя РО (F_2,473 = 15,10; p < 0,001).

Апостериорный тест Тьюки не выявил достоверных различий между средними значениями нормированных амплитуд флуоресценции НАДH и показателя РО, хотя и было отмечено их снижение на 36,0 и 75,3 % соответственно. В отношении нормированных амплитуд флуоресценции ФАД с помощью данного теста было показано достоверное увеличение в группе ОС средних значений на 196,0 % (табл. 2).

 

Таблица 2. Показатели амплитуд флуоресценции у крыс, подвергшихся изолированным и сочетанным воздействиям острого и хронического стресса, M ± SEM

Table 2. Indicators of fluorescence amplitudes in rats exposed to isolated and combined effects of acute and chronic stresses, M ± SEM

Показатель	Группы
	К (n = 20)	ОС (n = 20)	ГК (n = 20)	ОС-ГК (n = 20)	ГК-ОС (n = 20)
Никотинамидадениндинуклеотид фосфат (НАДН)	2,47 ± 0,23, 100,0 %	1,64 ± 0,18, 64,0 %, рК = 0,80	1,43 ± 0,11, 57,9 %, рК = 0,58	4,30 ± 0,86, 174,1 %, рК = 0,04, рГК < 0,001	1,19 ± 0,07, 48,2 %, рК = 0,32, рОС = 0,97
Флавинадениндинуклеотид фосфат (ФАД)	3,06 ± 0,28, 100,0 %	9,08 ± 1,15, 296,0 %, рК < 0,001	8,13 ± 0,64, 265,7 %, рК < 0,001	2,37 ± 0,34, 77,5 %, рК = 0,99, рГК < 0,001	2,21 ± 0,25, 72,2 %, рК = 0,97, рОС < 0,001
Редокс отношение (РО, окислительно-восстановительный потенциал)	0,81 ± 0,08, 100,0 %	0,20 ± 0,02, 24,7 %, рК = 0,40	0,18 ± 0,02, 22,2 %, рК = 0,40	2,28 ± 0,44, 281,5 %, рК < 0,001, рГК < 0,001	0,64 ± 0,05, 79,0 %, рК = 0,99, рОС = 0,62

Примечание. К — контроль; ГК — хронический гипокинетический стресс; ОС — острый стресс. р_К, р_ОС, р_ГК — достоверность различий по сравнению с контролем, группами ОС и ГК соответственно, установленная с помощью апостериорного критерия Тьюки.

 

В группе ГК с помощью апостериорного теста Тьюки установлено достоверное увеличение относительно контроля ФАД на 165,7 % по отношению к контрольным значениям. Между группами контроля и ГК не было выявлено достоверных различий между средними значениями нормированных амплитуд флуоресценции НАДH и показателя РО, хотя и было отмечено их снижение на 42,1 и 77,8 % соответственно (табл. 2).

В группе ОС-ГК с помощью апостериорного критерия Тьюки показано достоверное увеличение НАДH на 74,1 % и РО на 181,5 %. При этом достоверно значимых изменений ФАД в группах контроля и ОС-ГК не было обнаружено, хотя данный показатель и снижался на 22,5 %. В ходе сравнения с помощью указанного выше теста групп ГК и ОС-ГК были установлены следующие достоверные изменения: НАДH в группе ОС-ГК достоверно возрастал относительно ГК в 3 раза, ФАД снижался на 70,8 %, РО возрастал на 1166,7 %. Межгрупповой анализ показателей окислительного метаболизма в контрольной группе и группе ГК-ОС с помощью апостериорного критерия Тьюки не показал статистически значимых изменений НАДH, ФАД и РО по отношению к контрольной группе животных. При этом НАДH снижался относительно контроля на 51,8 %, ФАД — на 27,8 %, а РО — на 21,0 % соответственно. Сравнение показателей окислительного метаболизма с помощью вышеуказанного критерия в группах ОС и ГК-ОС показало достоверное снижение ФАД почти на 75,7 % в группе ГК-ОС относительно группы ОС, тогда как статистически значимых изменений средних величин НАДH и РО в этих группах не обнаружено (табл. 2).

Таким образом, нами было установлено, что у всех экспериментальных групп крыс (кроме ГК-ОС), подвергшихся действию стрессоров разной продолжительности (по сравнению с контрольной группой) развивались значительные по выраженности изменения показателей окислительного метаболизма.

Обнаруженное в группах ОС и ГК значительное увеличение ФАД по сравнению с контролем свидетельствует о росте потребности клеток в АТФ и преобладании окислительного фосфорилирования над другими процессами [6]. Необходимо отметить, что у крыс в группе ГК наблюдается более низкий уровень РО (на 10,0 %) по отношению к группе ОС, что в целом свидетельствует о более высокой степени интенсивности окислительного фосфорилирования после ОС.

Увеличение НАДH в группе ОС-ГК указывает на увеличение окислительного фосфорилирования, цикла трикарбоновых кислот (ЦТК), гликолиза и бета-окисления жирных кислот, являющихся источниками НАДH [6, 7], а увеличение РО — на инактивацию дыхательной цепи в условиях превентивного воздействия ОС. Показатель РО отображает кислородный метаболизм. Именно по величине данного показателя можно говорить о способности веществ отдавать и присоединять электроны, а также о скорости протекания окислительно-восстановительных реакций. Данный подход был предложен В. Chance и соавт. [9, 10].

Установлено, что при превентивном воздействии ОС перед ГК (группа ОС-ГК) по сравнению с изолированным действием ГК существенно увеличивались НАДH и РО и снижался ФАД, что свидетельствует об активации окислительного фосфорилирования, ЦТК, гликолиза и бета-окисления жирных кислот и об ингибировании процессов переноса электронтранспортной цепи (ЭТЦ) митохондрий. Последнее указывает на возможное развитие митохондриальной дисфункции и окислительного стресса, сопровождающиеся либо ингибированием продукции ФАД (продукция которого существенно снижалась по сравнению с изолированным воздействием ГК), либо сокращением митохондриального депо ФАД и нарушением структуры митохондрий. Увеличение НАДH и РО при сравнении комбинации стресс-факторов ОС-ГК с изолированным воздействием ГК также показало более высокую метаболическую активность клетки и ее преобладания над процессами окислительного фосфорилирования при комбинации ОС-ГК.

Развитие тканевой адаптации к комбинации стресс-факторов ОС-ГК имеет свои особенности. Поскольку основная масса НАДH образуется при гликолизе, а ФАД — при окислительном фосфорилировании, увеличение редокс-отношения указывает на высокую метаболическую активность клетки и преобладание гликолитического пути над окислительным фосфорилированием. В условиях гипоксии при недостатке кислорода, который служит конечным акцептором электронов в дыхательной цепи митохондрий, протекание реакций окислительного фосфорилирования становится невозможным, при этом увеличивается концентрация НАДH. Чтобы удовлетворить потребность в АТФ, клетка переходит на анаэробный гликолиз, в результате которого НАД⁺ восстанавливается до НАДH с образованием пирувата и АТФ. Отсутствие окисления НАДH через ЭТЦ и увеличение концентрации НАДH в результате гликолиза приводит к росту интенсивности флуоресценции НАДH в клетке при гипоксии [8–11]. В результате в условиях пониженной оксигенации клетки не способны к запуску реакций окислительного фосфорилирования, что вынуждает их переходить на гликолиз [11–14].

Поскольку основная масса НАДH образуется при гликолизе, а ФАД — при окислительном фосфорилировании, высокое редокс-отношение указывает на высокую метаболическую активность клетки и преобладание гликолитического пути над окислительным фосфорилированием. Увеличение гликолиза по сравнению с окислительным фосфорилированием приводит к аккумуляции НАДH. Если интенсивность флюоресценции НАДH увеличена, значит клетка имеет большой метаболический потенциал для производства АТФ с помощью реакций окислительного фосфорилирования [6].

Поскольку при превентивном воздействии ГК перед ОС по сравнению с изолированным действием ОС существенно снижался только ФАД, то это свидетельствует только об ингибировании ЭТЦ митохондрий при отсутствии существенной активации процессов метаболизма в клетке (гликолиза, ЦТК и бета-окисления жирных кислот).

Таким образом, комбинированное действие стресс-факторов ОС-ГК приводит к значительным изменениям окислительного метаболизма, свидетельствующим о разобщении окислительного фосфорилирования и активации гликолиза, тогда как в случае ГК-ОС эти изменения практически не проявляются. Можно предположить, что комбинация ГК-ОС истощает метаболические резервы организма, а комбинация ОС-ГК, наоборот, перестраивает метаболизм к дальнейшему действию стресс-факторов и предотвращает развитие оксидативного стресса, так как при гликолизе понижено образование свободных радикалов [7, 15, 16].

Показатели тканевой микрогемодинамики у крыс, подвергшихся изолированным и сочетанным воздействиям острого и хронического стресса

Однофакторный дисперсионный анализ показал значимый эффект межгрупповых различий (контроль, группы ОС, ГК, ОС-ГК и ГК-ОС) таких показателей тканевой микрогемодинамики, как ПМ (F_2,473 = 41,98; p < 0,001), СКО (F_2,473 = 9,08; p < 0,001) и К_в (F_2,473 = 8,84; p < 0,0001).

Апостериорный тест Тьюки показал достоверные изменения средних значений в группе ОС по сравнению с контролем: увеличение ПМ на 47,9 % и снижение К_в на 40,2 %. Достоверных различий СКО между группами контроля и ОС с помощью данного теста не обнаружено (табл. 3).

 

Таблица 3. Показатели тканевой микрогемодинамики у крыс, подвергшихся изолированным и сочетанным воздействиям острого и хронического стресса, M ± SEM

Table 3. Indicators of tissue microhemodynamics in rats exposed to isolated and combined effects of acute and chronic stresses, M ± SEM

Показатель	Группы
	К (n = 20)	ОС (n = 20)	ГК (n = 20)	ОС-ГК (n = 20)	ГК-ОС (n = 20)
Уровень перфузии, показатель микроциркуляции (ПМ), перф. ед.	11,33 ± 0,49, 100,0 %	16,77 ± 0,53, 147,9 %, рК < 0,001	6,98 ± 0,24, 61,0 %, рК < 0,001	9,45 ± 0,26, 83,4 %, рК = 0,51, рГК = 0,009	13,61 ± 0,51, 120,1 %, рК < 0,001, рОС < 0,001
Среднее квадратическое отклонение (СКО)	5,00 ± 1,09, 100,0 %	4,19 ± 0,23, 83,8 %, рК = 0,83	3,07 ± 0,17, 61,4 %, рК = 0,03	4,76 ± 0,34, 95,2 %, рК = 1,00, рГК = 0,99	5,77 ± 0,36, 115,4 %, рК = 0,87, рОС = 0,004
Коэффициент вариации (Кв)	44,15 ± 9,43, 100,0 %	26,40 ± 2,05, 59,8 %, рК = 0,01	43,75 ± 1,65, 99,1 %, рК = 1,00	49,90 ± 3,45, 113,0 %, рК = 0,91, рГК = 0,55	42,55 ± 1,89, 96,4 %, рК = 1,000, рОС < 0,001

Примечание. К — контроль; ГК — хронический гипокинетический стресс; ОС — острый стресс. р_К, р_ОС, р_ГК — достоверность различий по сравнению с контролем, группами ОС и ГК соответственно, установленная с помощью апостериорного критерия Тьюки.

 

В отношении ГК стресса апостериорным тестом Тьюки было показано достоверное снижение относительно контроля средних величины ПМ на 39,0 % и СКО — на 38,6 % по отношению к контрольной группе. При этом между группами контроля и ГК не обнаружено значимых изменений средних арифметических К_в (табл. 3).

Сравнительный межгрупповой анализ апостериорным критерием Тьюки показателей тканевой микрогемодинамики контрольной группы и группы ОС-ГК не показал значимых изменений ПМ, СКО и К_в (табл. 3).

При сравнении апостериорным критерием Тьюки групп ГК и ОС-ГК было установлено достоверное возрастание ПМ на 35,4 %, а значимых изменений СКО и К_в не обнаружено, хотя данные показатели и возрастали относительно ГК в группе ОС-ГК на 55,0 и 14,1 % соответственно (табл. 3).

Сравнительный анализ показателей тканевой микрогемодинамики контрольной группы и группы ГК-ОС с помощью апостериорного критерия Тьюки показал достоверное увеличение относительно контроля ПМ на 20,1 %. При этом достоверных изменений СКО и К_в относительно контроля не обнаружено (табл. 3).

Сравнение ПМ, СКО и К_в апостериорным критерием Тьюки в группах ОС и ГК-ОС показало их достоверные изменения в группе ГК-ОС относительно группы ОС. Так, в группе ГК-ОС ПМ снижался на 18,8 %, СКО увеличивался на 37,7 % и К_в — на 89,0 % (табл. 3).

Среди показателей тканевой микрогемодинамики по сравнению с контролем достоверные изменения наблюдались в группах ОС, ГК и ГК-ОС.

Значительное увеличение ПМ и снижение К_в в группе ОС свидетельствует согласно [5] о развитии гиперемии и, возможно, стазе кровообращения в микрорусле за счет уменьшения вазомоторной активности сосудов, что отражено в снижении К_в.

В группе ГК значительное снижение ПМ и СКО согласно [5] свидетельствует об угнетении уровня перфузии тканей, уменьшении притока в микроциркуляторное русло артериальной крови и оттока венозной, о спастических и застойных явлениях в микроциркуляции либо даже стазе кровообращения за счет снижения средней модуляции кровотока во всех частотных диапазонах.

Следовательно, стресс приводит к нарушениям микроциркуляции (несмотря на разнонаправленные изменения микроциркуляции — гиперемия и вазоконстрикция) и трофики тканей, что отражается и в изменениях тканевого окислительного метаболизма.

В группе ОС-ГК не наблюдалось значимых изменений тканевой микрогемодинамики по сравнению с контролем. При этом превентивное действие ОС перед ГК в группе ОС-ГК существенно повышало ПМ. Таким образом, предварительное воздействие ОС у животных позволяет снизить уровень стресс-индуцированных проявлений, сопровождающих ГК — вазоконстрикции. Можно предположить, что применение ОС является своего рода тренировкой, подготавливающей микроциркуляцию и организм в целом к действию неблагоприятных факторов, одним из которых является, например, длительное ограничение подвижности.

В группе ГК-ОС среди показателей тканевой микрогемодинамики по сравнению с контролем возрастал только ПМ, а превентивное воздействие ГК перед ОС по сравнению с изолированным действием ОС существенно снижало ПМ, но повышало СКО и К_в. Это в условиях комбинации стресс-факторов ГК-ОС по сравнению с изолированным воздействием ОС свидетельствует согласно [5] о снижении перфузии микрососудов на фоне модуляции кровотока во всех частотных диапазонах и повышении вазомоторной активности микрососудов. При этом предварительное воздействие гипокинетического стресса нивелировало вазодилатацию, которая сопровождала ОС, и направляло адаптационные механизмы микроциркуляции на действие острого стресс-фактора, в некоторой степени улучшая параметры микроциркуляции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты настоящего исследования позволяют предположить, что изолированное воздействие ОС и ГК увеличивает потребность клеток в АТФ и способствует преобладанию окислительного фосфорилирования над другими процессами, на что указывает значительное увеличение ФАД. При этом показатель РО свидетельствует о том, что с более высокой степенью интенсивности эти процессы протекают после воздействия ОС. Установлено также, что комбинированное действие стресс-факторов ОС-ГК приводит к значительным изменениям окислительного метаболизма, что позволяет говорить о разобщении окислительного фосфорилирования и активации гликолиза, тогда как в случае ГК-ОС эти изменения практически отсутствовали. Можно считать, что комбинация ГК-ОС истощает метаболические резервы организма, а комбинация ОС-ГК, наоборот, перестраивает метаболизм к дальнейшему действию стресс-факторов по пути гликолиза и предотвращает развитие оксидативного стресса. Данная перестройка метаболизма тканей на анаэробный гликолиз и лучшее кровоснабжение в условиях превентивного воздействия ОС может быть примером развития перекрестной адаптации и повышения адаптационного потенциала.

Изучение параметров тканевой микрогемодинамики показало, что ОС приводит к гиперемии и стазу кровообращения в микрорусле за счет уменьшения вазомоторной активности сосудов; ГК угнетает уровень перфузии тканей, уменьшает приток в микроциркуляторное русло артериальной крови и отток венозной, приводя к спастическим, застойным явлениям и стазу в микроциркуляторном русле. В комбинации факторов ОС-ГК предварительное воздействие ОС снижало уровень вазоконстрикции, подготавливая микроциркуляторное русло к длительному воздействию гипокинезии. В комбинации факторов ГК-ОС превентивное воздействие ГК нивелировало вазодилатацию, которая сопровождала ОС, и в некоторой степени по сравнению с ОС улучшала параметры тканевой микрогемодинамики (СКО и К_в).

Выявленные нами изменения параметров тканевой микрогемодинамики при изолированном и комбинированном применении ОС и ГК могут быть в значительной степени обусловлены особенностями окислительного метаболизма тканей, необходимы исследования их взаимосвязи.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией. Личный вклад каждого автора: М.Ю. Раваева, И.В. Черетаев, Е.Н. Чуян, П.А. Галенко-Ярошевский, Э.Р. Джелдубаева, И.С. Миронюк — написание статьи, анализ данных; М.Ю. Раваева — редактирование статьи, разработка общей концепции.

Источник финансирования. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 23–24-00332 «Тканевая микрогемодинамика: механизмы антистрессорного действия низкоинтенсивного миллиметрового излучения»).

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Этический комитет. Протокол исследования на лабораторных животных был одобрен локальным Комитетом по этике ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского» (№ 10 от 06.12.2022).

ADDITIONAL INFORMATION

Authors’ contribution. Thereby, all authors made a substantial contribution to the conception of the study, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the article, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the study. The contribution of each author: M.Yu. Ravaeva, I.V. Cheretaev, E.N. Chuyan, P.A. Galenko-Yaroshevskii, E.R. Dzheldubaeva, I.S. Mironyuk — writing an article, data analysis; M.Yu. Ravaeva — editing an article, developing a general concept.

Funding source. The work was carried out with the financial support of the Russian Science Foundation (project No. 23-24-00332 “Tissue microhemodynamics: mechanisms of antistress action of low-intensity millimeter radiation”).

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Ethics approval. Study on laboratory animals was approved by the local Ethics Committee of the V.I. Vernadsky Crimean Federal University (No. 10 dated 06.12.2022).

About the authors

Marina Yu. Ravaeva

V.I. Vernadsky Crimean Federal University

Author for correspondence.
Email: ravaevam@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6081-1628
SPIN-code: 2398-3901
Scopus Author ID: 6505646236

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Simferopol

Igor V. Cheretaev

V.I. Vernadsky Crimean Federal University

Email: cheretaev86@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1852-4323
SPIN-code: 4587-6492
Scopus Author ID: 57304417400

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Simferopol

Elena N. Chuyan

V.I. Vernadsky Crimean Federal University

Email: elena-chuyan@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-6240-2732
SPIN-code: 8373-3871
Scopus Author ID: 9436061900

Dr. Sci. (Biology)

Russian Federation, Simferopol

Pavel A. Galenko-Yaroshevskii

Kuban State Medical University

Email: galenko.yarochevsky@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0873-284X
SPIN-code: 1575-6129
Scopus Author ID: 6603110151

Dr. Sci. (Biology), Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences

Russian Federation, Krasnodar

Elviza R. Dzheldubaeva

V.I. Vernadsky Crimean Federal University

Email: delviza@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9472-2597
SPIN-code: 2521-8511
Scopus Author ID: 16028256100

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Simferopol

Irina S. Mironyuk

V.I. Vernadsky Crimean Federal University

Email: psevdoallelizm@mail.ru
SPIN-code: 2611-9225
Scopus Author ID: 57226821698

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Simferopol

References