Isoform profile of NOS enzyme in structure of rats’ solitary-vagal complex in arterial hypertension of various origin

Abstract

The aim of this study was to characterize the nitric oxide isoforms profile in rats’ nucleus tractus solitarii (NTS) and dorsal motor nucleus (DMN) of vagus nerve in arterial hypertension (AH) of various origin (essential (EAH) – rats of SHR line, and endocrine-salt AH). Materials and methods. The study was performed on 30 aged male rats. Among them, 20 Wistar rats were divided into two groups – control (10 rats) and 10 rats with simulated endocrine-salt AH (ESAH) and 10 SHR rats. An immunohistochemical method was used to study the of nitric oxide synthase isoforms expression features in DMN and NTS. The following parameters were determined: the content of immunoreactive material (IRM) for the studied peptides (Uif), the relative area of the IRM (%) and the IRM concentration in 1 μm2 (Uif/μm2). Results. It was found that in rats with both models of AH, the expression indices of all three nitric oxide synthase (NOS) isoforms in the studied structures increased. In our opinion, this is due to the activation of the studied structures in AH conditions. This must be considered as an important element of high blood pressure compensating. It is achieved through the implementation by a complex of mechanisms like reducing of the sympathetic tone and increasing of the parasympathetic tone by activating a system of secondary messengers; improving neurotrophy due to the high activity of constitutive NOS isoforms; iNOS-mediated NO overproduction, as a factor in compensating for its bioavailability in conditions of local ischemia in AH. Conclusions. Regardless of the AH etiopathogenesis in both experimental groups, the expression of all three NOS isoforms increases in the DMN and NTS structures. In rats with EAH in the DMN and NTS structures, the expression indices of NOS isoforms have their own characteristics. So in the first structure, the largest changes in the indices of the immunoreactive material content and concentration are observed for eNOS, and the relative area for iNOS. At the same time, in the NTS structure, the largest changes in the content indices are observed for iNOS, and the concentration and relative area for eNOS. In rats with ESAH in the DMN structure, the highest changes in the indices of IRM content and concentration are observed for the endothelial isoform of NOS, and the relative area − for inducible. In the NTS structure, the IRM content changed the most for nNOS, and the concentration and relative area for iNOS. Мета роботи – дати характеристику ізоформного профілю синтази оксиду азоту (NOS) у структурах ядра солітарного тракту (ЯСТ) і дорсального моторного ядра (ДМЯ) щурів при артеріальній гіпертензії (АГ) різного ґенезу (есенціальній – ЕАГ) – щури лінії SHR, та ендокринно-сольовій АГ. Матеріали та методи. Дослідження здійснили на статевозрілих 30 щурах-самцях, серед них – 20 тварин лінії Wistar, яких поділили на дві групи: контроль (10 щурів) і 10 щурів зі змодельованою ендокринно-сольовою АГ (ЕСАГ), 10 щурів лінії SHR – із генетично детермінованою АГ. Для дослідження особливостей експресії ізоформ NOS у ДМЯ та ЯСТ використовували імуногістохімічний метод. Визначали параметри: вміст імунореактивного матеріалу (ІРМ) до досліджуваних пептидів (Одіф), відносну площу ІРМ (%) і концентрацію досліджуваної речовини в 1 мкм2 (Одіф/мкм2). Результати. Протягом дослідження встановили, що в щурів обох моделей з АГ показники експресії всіх трьох ізоформ NOS у досліджуваних структурах збільшуються. На нашу думку, це пов’язано з активацією структур, що дослідили, під час АГ. Це необхідно розглядати як важливий елемент компенсації підвищеного артеріального тиску, який здійснюється внаслідок реалізації комплексу механізмів: зниження тонусу симпатичної нервової системи та підвищення тонусу парасимпатичної нервової системи шляхом активації нейрорегуляторних програм корекції судинного тонусу через систему вторинних месенджерів; поліпшення нейротрофіки внаслідок високої активності конститутивних ізоформ NOS; iNOS-опосередкованої гіперпродукції NO як фактора компенсації його біодоступності в умовах локальної ішемії під час АГ. Висновки. Незалежно від етіопатогенезу АГ в обох експериментальних групах у структурах ДМЯ та ЯСТ збільшується експресія всіх трьох ізоформ NOS. У щурів з ЕАГ у структурі ДМЯ та ЯСТ показники експресії ізоформ NOS мають особливості. Так, у першій структурі найбільші зміни показників умісту та концентрації ІРМ спостерігали для eNOS, а відносної площі – для iNOS. У структурі ЯСТ найбільші зміни показників вмісту визначили для iNOS, а концентрації та відносної площі – для eNOS. У щурів з ЕСАГ у структурі ДМЯ найбільші зміни вмісту та концентрації визначили для ендотеліальної ізоформи NOS, а відносної площі – для індуцибельної. У структурі ЯСТ уміст ІРМ найбільше змінився для nNOS, а концентрація та площа – для iNOS.м Цель работы – дать характеристику изоформного профиля синтазы оксида азота (NOS) в структурах ядра солитарного тракта (ЯСТ) и дорсального моторного ядра (ДМЯ) крыс при артериальной гипертензии (АГ) различного генеза (эссенциальной – ЭАГ) – крысы линии SHR, и эндокринно-солевой АГ. Материалы и методы. Исследование проведено на половозрелых 30 крысах-самцах, среди которых 20 животных линии Wistar, поделенные на две группы: контроль (10 крыс) и 10 крыс с смоделированной эндокринно-солевой АГ (ЭСАГ), 10 крыс линии SHR – с генетически детерминированной АГ. Для исследования особенностей экспрессии изоформ NOS в ДМЯ и ЯСТ использовали иммуногистохимический метод. Определяли параметры: содержание иммунореактивного материала (ИРМ) к исследуемым пептидам (Едиф), относительную площадь ИРМ (%) и концентрацию исследуемого вещества в 1 мкм2 (Едиф/мкм2). Результаты. В ходе исследования установили, что у крыс обеих моделей с АГ показатели экспрессии всех трех изоформ NOS в изучаемых структурах увеличиваются. По нашему мнению, это связано с активацией этих структур при АГ. Это необходимо рассматривать как важный элемент компенсации повышенного АД, который осуществляется за счет реализации комплекса механизмов: снижения тонуса симпатической нервной системы и повышения тонуса парасимпатической нервной системы путем активации нейрорегуляторных программ коррекции сосудистого тонуса через систему вторичных мессенджеров, улучшения нейротрофики за счет высокой активности конститутивных изоформ NOS; iNOS-опосредованной гиперпродукции NO как фактор компенсации его биодоступности в условиях локальной ишемии при АГ. Выводы. Вне зависимости от этиопатогенеза АГ в обеих экспериментальных группах в структурах ДМЯ и ЯСТ увеличивается экспрессия всех трех изоформ NOS. У крыс с ЭАГ в структуре ДМЯ и ЯСТ показатели экспрессии изоформ NOS имеют особенности. Так, в первой структуре наибольшие изменения показателей содержания и концентрации ИРМ отмечены для eNOS, а относительной площади – для iNOS. В структуре ЯСТ наибольшие изменения показателей содержания установлены для iNOS, а концентрации и относительной площади – для eNOS. У крыс с ЭСАГ в структуре ДМЯ наибольшие изменения содержания и концентрации отмечены для эндотелиальной изоформы NOS, а относительной площади – для индуцибельной. В структуре ЯСТ содержание ИРМ наиболее изменилось для nNOS, а концентрация и площадь – для iNOS.