Отдаленные последствия острой токсической пренатальной гипоксии, индуцированной нитритом натрия, в экспериментах на крысах

   Введение. Перенесенная гипоксия в период гестации играет важную роль в развитии плода, так как обуславливает развитие окислительного стресса и задержку психомоторного развития.

   Цель работы – оценка пренатального влияния нитрита натрия на показатели, характеризующие ориентировочно-исследовательскую активность, умственную деятельность и степень гипоксии у потомства крыс.

   Материалы и методы. Острую токсическую гипоксию моделировали введением нитрита натрия в дозе 30 мг/кг внутримышечно пяти беременным крысам в течение 16–19 дней гестации. Пять самок составили группу контроля. У 50 родившихся крысят изучали ориентировочно-исследовательскую активность, когнитивные функции, интенсивность процессов перекисного окисления липидов и гликолиза.

   Результаты. Потомство самок, перенесших острую гипоксию, значимо отставало в позитивной динамике прироста массы тела от контрольных особей. У тридцатидневных крысят наблюдали выраженное нарушение
структуры поведенческого паттерна, процесса обучения и долгосрочной памяти, повышение содержания диеновых конъюгатов, малонового диальдегида и уровня активности лактатдегидрогеназы в крови.

   Обсуждение. Установлено, что у потомства, матери которого перенесли острую гипоксию токсического генеза, развились выраженные нарушения поведения по типу психомоторного возбуждения и когнитивная дисфункция, характеризовавшаяся снижением способности к обучаемости и нарушением долговременной памяти. У крысят было повышено содержание первичного и вторичного продуктов перекисного окисления липидов и лактатдегидрогеназы. Развитие клеточного окислительного стресса в условиях внутриутробной гипоксии приводит к дефициту кислорода у плода и переключению с тканевого дыхания на гликолиз, что лежит в основе повреждения ЦНС.

   Заключение. Показано, что введение нитрита натрия в период с 16-го по 19-ый день гестации вызвало у потомства крыс гиперактивность, угнетение эмоционального статуса и снижение ориентировочно-исследовательской активности и способности к обучению и сохранению памятного следа. У крысят наблюдалось повышение уровня диеновых конъюгатов и малонового диальдегида, активности лактатдегидрогеназы.

1. Караваева А.Л., Тимофеева Л.А., Зубков В.В. с соавт. Состояние здоровья детей, рожденных у матерей, перенесших преэклампсию. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2022;67(2):63–70. doi: 10.21508/1027-4065-2022-67-2-63-70.

2. Sebastiani G, Navarro-Tapia E, Almeida-Toledano L et al. Effects of antioxidant intake on fetal development and maternal / neonatal health during pregnancy. Antioxidants. 2022;11(4):648. doi: 10.3390/antiox11040648.

3. Graf AV, Maslova MV, Artiukhov AV et al. Acute prenatal hypoxia in rats affects physiology and brain metabolism in the offspring, dependent on sex and gestational age. Int J Mol Sci. 2022;23(5):2579. doi: 10.3390/ijms23052579.

4. Васильев Д.С., Туманова Н.Л., Калинина Д.С. Пренатальная гипоксия приводит к нарушению формирования нервной ткани энторинальной области коры мозга крыс. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2020;106(10):1278–1288. doi: 10.31857/S086981392010012X.

5. Музыко Е.А., Ткачева Г.А., Перфилова В.Н. с соавт. Когнитивная дисфункция у потомства крыс с экспериментальной преэклампсией на ранних и поздних этапах онтогенеза и ее коррекция производными ГАМК. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2020;106(10):765–782. doi: 10.31857/S0869813920060084.

6. Camm EJ, Cross CM, Kane AD et al. Maternal antioxidant treatment protects adult offspring against memory loss and hippocampal atrophy in a rodent model of developmental hypoxia. FASEB J. 2021;35(5):e21477. doi: 10.1096/fj.202002557RR.

7. Herrera EA, González-Candia A. Gestational hypoxia and blood-brain barrier permeability: early origins of cerebrovascular dysfunction induced by epigenetic mechanisms. Front Physiol. 2021,12:717550. doi: 10.3389/fphys.2021.717550.

8. Wang B, Zeng H, Liu J, Sun M. Effects of prenatal hypoxia on nervous system development and related diseases. Front Neurosci. 2021;15:755554. doi: 10.3389/fnins.2021.755554.

9. Rodríguez-González GL, Vargas-Hernández L, Reyes-Castro LA et al. Resveratrol supplementation in obese pregnant rats improves maternal metabolism and prevents increased placental oxidative stress. Antioxidants (Basel). 2022;11(10):1871. doi: 10.3390/antiox11101871.

10. Scott H, Phillips TJ, Sze Y et al. Maternal antioxidant treatment prevents the adverse effects of prenatal stress on the offspring’s brain and behavior. Neurobiol Stress. 2020;13:100281 doi: 10.1016/j.ynstr.2020.100281.

11. Музыко Е.А., Кустова М.В., Суворин К.В. с соавт. Изменение оксидантного и антиоксидантного статуса у потомства крыс с экспериментальной преэклампсией под действием производных ГАМК. Вестник ВолгГМУ. 2020;1(73):98–101. doi: 10.19163/1994-9480-2020-1(73)-98-101.

12. Музыко Е.А., Ткачева Г.А., Перфилова В.Н. с соавт. Когнитивная дисфункция у потомства крыс с экспериментальной преэклампсией на ранних и поздних этапах онтогенеза и ее коррекция производными ГАМК. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2020;106(6):765–782. doi: 10.31857/S0869813920060084.

13. Музыко Е.А., Перфилова В.Н., Кустова М.В. с соавт. Отдаленные последствия у потомства, рожденного крысами с экспериментальной преэклампсией. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2020;15(3):355–359. doi: 10.14300/mnnc.2020.15084.

14. Misan N, Michalak S, Kapska K et al. Blood-brain barrier disintegration in growth-restricted fetuses with brain sparing effect. Int J Mol Sci. 2022;23(20):12349. doi: 10.3390/ijms232012349.

15. Hjelt K, Lund JT, Scherling B et al. Methaemoglobinaemia among neonates in a neonatal intensive care unit. Acta Paediatr. 1995;84(4):365–370. doi: 10.1111/j.1651-2227.1995.tb13650.x.

16. Herzog P, Feig SA. Methaemoglobinaemia in the newborn infant clinics in heamatology. Clin Haematol. 1978;7(1):75–83. doi: 10.1016/S0308-2261(21)00571-3.

17. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М: Высшая школа; 1991. С. 159–249.

18. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. М : Гриф и К ; 2012. С. 79.

19. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты. Современные методы в биохимии. М : Медицина ; 1977. С. 66–68.

20. Fisher RA. Statistical Methods for Research Workers. In: Kotz, S., Johnson, N.L. (eds) Breakthroughs in Statistics. Springer Series in Statistics. Springer, New York, NY. 1992. doi: 10.1007/978-1-4612-4380-9_6.

21. Ильченко И.Н., Боярская Т.В., Ляпунов С.М., Окина О.И. Экспозиция токсичными металлами во время беременности и весоростовые характеристики новорожденных: результаты исследования в Московской области. Экология человека. 2017;11:34–41.

22. Human Biomonitoring: facts and figures. Kopenhagen: European Regional Office WHO.2015. URL: http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0020/276311/Human-biomonitoring-facts-figures-en.pdf?ua=1 (assessed: 12. 09. 2023).

23. Akhtar F, Rouse CA, Catano G, Montalvo M et al. Acute maternal oxidant exposure causes susceptibility of the fetal brain to inflammation and oxidative stress. J Neuroinflammation. 2017;14(1):195. doi: 10.1186/s12974-017-0965-8.

24. Khavari B, Mahmoudi E, Geaghan MP, Cairns MJ. Oxidative stress impact on the transcriptome of differentiating neuroblastoma cells: implication for psychiatric disorders. Int J Mol Sci. 2020;21(23):9182. doi: 10.3390/ijms21239182.

25. Petrova EB, Dimitrova MB, Ivanov IP et al. Effect of acute hypoxic shock on the rat brain morphology and tripeptidyl peptidase I activity. Acta Histochem. 2016;118(5):496–504. doi: 10.1016/j.acthis.2016.05.003.

26. Ali EHA, Ahmed-Farid OA, Osman AAE. Bone marrow-derived mesenchymal stem cells ameliorate sodium nitrite-induced hypoxic brain injury in a rat model. Neural Regen Res. 2017;12(12):1990–1999. doi: 10.4103/1673-5374.221155.

27. Ansari FA, Ali SN, Mahmood R. Sodium nitrite-induced oxidative stress causes membrane damage, protein oxidation, lipid peroxidation and alters major metabolic pathways in human erythrocytes. Toxicol In Vitro. 2015;29(7):1878–1886. doi: 10.1016/j.tiv.2015.07.022.

28. Petrova E, Gluhcheva Y, Pavlova E et al. Effect of acute sodium nitrite intoxication on some essential biometals in mouse spleen. J Trace Elem Med Biol. 2020;58:126431. doi: 10.1016/j.jtemb.2019.126431.

29. Sun J, Zhang W. Supplementation with dietary omega-3 PUFA mitigates fetal brain inflammation and mitochondrial damage caused by high doses of sodium nitrite in maternal rats. PLoS ONE. 2022;17(3):e0266084. doi: 10.1371/journal.pone.0266084.

30. Музыко Е.А., Перфилова В.Н., Тюренков И.Н., Васильева О.С. Влияние ранней и поздней фармакологической коррекции производными ГАМК на когнитивные нарушения у потомства крыс с экспериментальной преэклампсией. Российский медико-биологический вестник имени академика И. П. Павлова. 2021;29(3):337–346. doi: 10.17816/PAVLOVJ61054.

31. Граф А.В., Байжуманов А.А., Маслова М.В. с соавт. Влияние острой гипоксии на разных сроках гестации на показатели окислительного стресса у потомства крыс. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2022;77(2):104–111.

32. Вьюшина А.В., Ордян Н.Э. Некоторые аспекты современного состояния проблемы пренатального стресса и роль окислительного стресса в реализации его последствий. Успехи современной биологии. 2021;141(2):133–148. doi: 10.31857/S0042132421020095.

33. Sosedova LM, Vokina VA, Kapustina EA. Contribution of Fetal Programming in the Formation of Cognitive Impairments Induced by Lead Poisoning in White Rats. Bull Exp Biol Med. 2019; 166:617–621. doi: 10.1007/s10517-019-04404-4.

34. Вокина В.А., Якимова Н.Л., Соседова Л.М., Лизарев А.В. Влияние острой гипоксии в позднем пренатальном периоде на проявление нейротоксического эффекта толуола у взрослых белых крыс. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра СО РАМН. 2016;1(5,111):96–99.