Замедление метаболизма, вызванное активацией Q-нейронов, защитило органы мышей от нехватки кислорода
Некоторые хирургические операции на сердечно-сосудистой системе предусматривают временную остановку кровотока. Таким операциям, как правило, предшествует охлаждение организма (гипотермия) с целью замедлить метаболизм (гипометаболизм) и сохранить органы в условиях гипоксии. Однако подобные меры могут сопровождаться осложнением, например, в форме острого повреждения почек.
Исследователи из Киотского университета и Института физико-химических исследований (Япония) вызвали у мышей состояние гипометаболизма без охлаждения посредством активации особых Q-нейронов гипоталамуса, содержащих QRFP (pyroglutamylated RFamide peptide). В более ранних работах было показано, что стимуляция этих нейронов приводила к снижению температуры тела, двигательной активности и потребления кислорода у мышей, то есть животное переходило в состояние, схожее с гибернацией (спячкой).
Ученые использовали трансгенных мышей, Q-нейроны которых экспрессировали рекомбиназу iCre, и разделили их на экспериментальную и контрольную группы. В гипоталамус грызунов из первой группы ввели аденоассоциированный вектор с кодирующей последовательностью «дизайнерских рецепторов», связывающихся с разработанными для них лигандами. Контрольные мыши также получили инъекцию пустого вектора — Q-нейроны у них не активировались.
В качестве лиганда был выбран N-оксид клозапина (CNO), который вводили в брюшную полость мышей перед операцией, что приводило к активации Q-нейронов и развитию гипометаболизма у экспериментальной группы. У части грызунов каждой группы поддерживали температуру на нормальном уровне (35°С), у остальных — на пониженном (21,5°С, гипотермия). После введения наркоза ученые имитировали ишемию у грызунов путем пережатия нисходящей части аорты в течение 15 минут. По завершении операции у животных извлекли почки для гистологического анализа, а также взяли сыворотку крови для оценки маркеров повреждения почек: липокалина, ассоциированного с желатиназой нейтрофилов (NGAL), и цистатина С.
Согласно результатам гистологического анализа, при гипотермии сохранность структуры почек (канальцев нефронов) оказалась выше, чем при нормальных температурах, независимо от активации Q-нейронов. Однако концентрация биохимических показателей ранней дисфункции почек в сыворотке крови была ниже в два раза у животных с активированными Q-нейронами, чем у контрольных. Причем внутри экспериментальной группы не было существенных различий по этим параметрам у мышей, перенесших операцию в условиях гипотермии и при нормальной температуре. Таким образом, гипометаболизм, вызванный активацией Q-нейронов, даже при нормальных температурах снижал риск повреждения почек в той же степени, что и вызванный гипотермией гипометаболизм.
По мнению авторов работы, состояние гипометаболизма, индуцированного стимуляцией Q-нейронов, — многообещающий подход к защите органов от гипоксии при операциях на сердце и сосудах без охлаждения тела у человека. Однако инвазивная стимуляция нейронов может быть опасна для пациентов, проходящих лечение антикоагулянтами. Поэтому ученые поставили цель найти фармакологические способы запуска гипометаболизма, воздействуя не на мозг, а на периферические ткани. По словам одного из авторов, активация Q-нейронов запускает некоторую последовательность биологических событий, которая позволяет органам существовать в гипометаболическом состоянии в течение нескольких дней. Исследователи хотят узнать, что это за события, чтобы вызвать их в организме фармакологически, без необходимости в активации Q-нейронов.
Статья Kyo et al. Q neurons–induced hypometabolism ameliorates acute kidney injury in a mouse model mimicking cardiovascular surgery requiring circulatory arrest опубликована в журнале JTCVS Open.
Алина Сулейманова, PCR.news
Портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru
