СЕРОТОНИН И 5-ГИУК В КРОВИ КАК МАРКЕРЫ НАРУШЕНИЯ ФУНКЦИИ ЭНДОТЕЛИЯ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ СЕРДЕЧНО-ЛЕГОЧНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
DOI: 10.22138/2500-0918-2024-21-4-399-408
УДК 612.1
Д.Ф. Билалова, Р.Р. Нигматуллина, Л.Р. Хуснутдинова
ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет» Минздрава России,
г. Казань, Российская Федерация
Резюме. В исследовании была изучена связь между уровнем серотонина (5-HT) и 5-гидроксииндолуксусной кислоты (5-ГИУK) в периферической крови неполовозрелых крыс и развитием легочной артериальной гипертензии. Цель исследования: определить концентрацию серотонина и 5-ГИУК в плазме крови и тромбоцитах у неполовозрелых крыс, используя монокроталин-индуцированную модель легочной артериальной гипертензии. Материалы и методы. Для формирования модели легочной артериальной гипертензии крысам линии Wistar в возрасте 4 недель однократно подкожно вводили монокроталин в дозе 60 мг/кг. Определение концентрации 5-HT и 5-ГИУК в плазме крови и тромбоцитах проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Оценку развития легочной артериальной гипертензии осуществляли еженедельно в течение эксперимента. Результаты исследования. Через сутки после введения монокроталина концентрация серотонина в плазме крови у крысят экспериментальной группы составила 317,1±80,6 пмоль/мл, что более чем в два раза превышало значения показателей контрольной группы. Повышенные концентрации серотонина и 5-ГИУК в плазме сохранялись на протяжении всего эксперимента, превышая контрольные значения на 279%, 386%, 354%, 318% и 156%, 205%, 155% и 201% на 1, 2, 3 и 4 неделях соответственно. В тромбоцитах отмечалось повышение концентрации 5-ГИУК в 2 раза сразу после введения монокроталина и продолжалось в течение первых двух недель. На 3 и 4 неделях выявлено значимое (в 1,6-2,2 раза) снижение концентрации серотонина и 5-ГИУК в сравнении с контрольной группой. Заключение. Установлена взаимосвязь между высоким уровнем серотонина и 5-ГИУК в плазме крови, а также прогрессированием легочной артериальной гипертензии. Превышение физиологической концентрации 5-HT инициирует его усиленный метаболизм, приводя к увеличению содержания 5-ГИУК в плазме крови. Эти данные подтверждают корреляцию между высоким уровнем 5-HT и его метаболита, а также формированием легочной артериальной гипертензии. Возникает так называемая «серотониновая петля», где начальное повышение уровня 5-HT способствует формированию и прогрессированию легочной артериальной гипертензии. Учитывая полученные данные, можно расценивать концентрацию 5-HT и 5-ГИУК в периферической крови как диагностический биомаркер легочной артериальной гипертензии.
Ключевые слова: серотонин, легочная гипертензия, монокроталин, крысы неполовозрелого возраста, 5-гидроксииндолуксусная кислота, плазма, тромбоциты
Конфликт интересов отсутствует.
Контактная информация автора, ответственного за переписку:
Билалова Диана Фаридовна
Diana_bilalova@hotmail.com
Дата поступления: 01.09.2024
Образец цитирования: Билалова Д.Ф., Нигматуллина Р.Р., Хуснутдинова Л.Р. Серотонин и 5-ГИУК в крови как маркеры нарушения функции эндотелия при моделировании сердечно-легочных заболеваний. [Электронный ресурс] Вестник уральской медицинской академической науки. 2024, Том 21, № 4, с. 399–408, DOI: 10.22138/2500-0918-2024-21-4-399-408
Благодарности
Исследование выполнено за счет гранта РНФ №23-15-00417, https://rscf.ru/project/23-15-00417/.
ЛИТЕРАТУРА
1. Zucker M.B. A study of the substances in blood serum and platelets which stimulate smooth muscle. American Journal of Physiology-Legacy Content. 1944; 142(1):12-26. doi:10.1152/ajplegacy.1944.142.1.12.
2. Janeway T., Richardson H., Park E. Experiments on the vasoconstrictor action of blood serum. Archives of Internal Medicine. 1918; 21:565-571.
3. Hardisty R.M., Stacey R.S. 5-hydroxytryptamine in normal human platelets. The Journal of Physiology. 1955; 130(3):711-720. doi:10.1113/jphysiol.1955.sp005437.
4. Belcher P.R. Serotonin-mediated thrombosis and selective serotonin re-uptake inhibition. Thrombosis and Haemostasis. 2009; 102(3):424-425. doi:10.1160/TH09-07-0437
5. Мустафин А.А., Миролюбов Л.М., Нигматуллина Р.Р. Серотонинергическая система в патогенезе формирования легочной артериальной гипертензии у детей с врожденными пороками сердца. Казанский медицинский журнал. 2009; 90(3): 309-313.
6. Humbert M., Kovacs G., Hoeper M.M., Badagliacca R., Berger R.M.F., Brida M., Carlsen J., Coats A.J.S., Escribano-Subias P., Ferrari P., Ferreira D.S., Ghofrani H.A., Giannakoulas G., Kiely D.G., Mayer E., Meszaros G., Nagavci B., Olsson K.M., Pepke-Zaba J., Quint J.K., Rådegran G., Simonneau G., Sitbon O., Tonia T., Toshner M., Vachiery J.L., Vonk Noordegraaf A., Delcroix M., Rosenkranz S.; ESC/ERS Scientific Document Group. 2022 ESC/ERS Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension. Eur Heart J. 2022; 43(38):3618-3731. doi:10.1093/eurheartj/ehac237.
7. Launay J.-M. Serotonin and the cardiovascular system: role of the serotoninergic 5-HT 2B receptor. Bulletin De l’Academie Nationale De Medecine. 2003; 187(1):117-125.
8. Bilalova D.F. 5-HT2B receptor expression and its role in an embryonic development of human myocardium. Journal of Electrocardiology. 2013; 46(4):e7. doi:10.1016/j.jelectrocard.2013.05.028.
9. Bilalova D., Nigmatullina R., Mustafin A. Role of serotonin and its metabolite 5-hiaa in the development of pulmonary hypertension. New approaches to treatment and non-invasive diagnostics? Journal of Hypertension. 2022; 40(1):e156.
10. Mustafin A.A., Nigmatullina R.R., Bilalova D.F. Serotonin as the main cause of pulmonary hypertension: from hypothesis to medical practice. Modern Science: Actual Problems of Theory and Practice. Series: Natural and technical sciences. 2018; 3:107-111.
11. Mustafin A.A., Nigmatullina R.R., Mirolyubov L.M. Functional activity of 5-HT4 receptors in children with congenital heart disease. Experimental Methods for Clinical Practice. 2006; 142(6):717-719. doi:10.1007/s10517-006-0460-1.
12. Bilalova D., Mindubayeva F., Nigmatullina R., Salikhova Y. Monocrotaline model of Pulmonary hypertension in immature rats from the perspective of Serotonergic regulation. Research Journal of Pharmacy and Technology. 2023; 16(8):3915-3920. doi:10.52711/0974-360X.2023.00644.
13. Ryan J.J., Marsboom G., Archer S.L. Rodent models of group 1 pulmonary hypertension. Handbook of Experimental Pharmacology. 2013; 218:105-149. doi:10.1007/978-3-642-38664-0_5.
14. West J., Hemnes A. Experimental and Transgenic Models of Pulmonary Hypertension. Comprehensive Physiology. Ed. R.Terjung. Wiley, 2011; 769-782.
15. Gomez-Arroyo J.G., Farkas L., Alhussaini A.A., Farkas D., Kraskauskas D., Voelkel N.F., Bogaard H.J. The monocrotaline model of pulmonary hypertension in perspective. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2012; 302(4):L363-9. doi:10.1152/ajplung.00212.2011.
16. Bilalova D.F. 5-HT2B receptor expression and its role in an embryonic development of human myocardium. Journal of Electrocardiology. 2013; 46(4):e7.
17. Билалова Д.Ф., Нигматуллина Р.Р., Мустафин А.А. 5-HT2-рецепторы и 5-ГИУК – терапевтические мишени оценки тяжести, прогрессирования и эффективности лечения у неполовозрелых самцов крыс в монокроталиновой модели легочной гипертензии. Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. 2023; 109(8):1045-1055. doi:10.31857/S0869813923080022.
18. Об ответственном обращении с животными и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации. ФЗ РФ №498 от 27.12.2018. Российская газета. 2018; 295.
19. Ormandy E.H., Weary D.M., Cvek K., Fisher M., Herrmann K., Hobson-West P., McDonald M., Milsom W., Rose M., Rowan A., Zurlo J., von Keyserlingk M.A.G. Animal Research, Accountability, Openness and Public Engagement: Report from an International Expert Forum. Animals (Basel). 2019; 9(9):622. doi:10.3390/ani9090622.
20. Красильщикова М.С., Белозерцева И.В. Директива 2010/63/Еи Европейского парламента и Совета Европейского Союза по охране животных, используемых в научных целях. СПб. 2012; 48.
21. Nigmatullina R.R., Kirillova V.V., Jourjikiya R.K., Mukhamedyarov M.A., Kudrin V.S., Klodt P.M., Palotás A. Disrupted Serotonergic and Sympathoadrenal Systems in Patients with Chronic Heart Failure May Serve as New Therapeutic Targets and Novel Biomarkers to Assess Severity, Progression and Response to Treatment. Cardiology. 2009; 113(4):277-286. doi:10.1159/000205962.
Авторы
Билалова Диана Фаридовна
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения российской федерации (ФГБОУ ВО Казанский ГМУ Минздрава России)
Аспирант кафедры нормальной физиологии
Казань, Российская Федерация
diana_bilalova@hotmail.com
Нигматуллина Разина Рамазановна
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения российской федерации (ФГБОУ ВО Казанский ГМУ Минздрава России)
Д. б. н., профессор кафедры нормальной физиологии
Казань, Российская Федерация
razinar@mail.ru
Хисматуллина Лилия Ринатовна
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения российской федерации (ФГБОУ ВО Казанский ГМУ Минздрава России)
Старший лаборант кафедры госпитальной педиатрии
Казань, Российская Федерация
Husnutdinova-lil@mail.ru