Патогенетичні особливості морфо-функціонального стану нейронів аркуатного ядра гіпоталамусу при артеріальній гіпертензії різного генезу

Abstract

Загальний результат проведеного комплексного дослідження патогенетичних особливостей морфо-функціонального стану нейронів аркуатного ядра гіпоталамусу при артеріальній гіпертензії в залежності від етіології та патогенезу її розвитку показав, що формування стійкого підвищення артеріального тиску, незалежно від етіологічного чиннику та механізмів розвитку, призводить до однотипних змін вмісту нейропептидів, експресії мРНК ізоформ NOS, її ізоформного профілю та концентрації кінцевих метаболітів NO, але показує етіозалежні особливості морфо-денситометричних параметрів ядер нейронів та їх структурно-популяційних взаємин у вентромедіальному, вентролатеральному та дорсомедіальному суб‘ядрах аркуатного ядра гіпоталамуса. В роботі були використані сучасні патофізіологічні, інструментальні, молекулярно-генетичні, імуногістохімічні, біохімічні, морфо-денситометричні дослідження нейронів гіпоталамусу за умов експериментальної артеріальної гіпертензії; результати дослідження статистично проаналізовано. Проведене дослідження стану локальної системи монооксиду азоту дозволило встановити, що у медіобазальному гіпоталамусі відбувається стимуляція відповідних генів конститутивних ізоформ NOS. При цьому трансляція їхніх білків-ферментів у структурі аркуатного ядра при змодельованих ендокринно-сольовій та есенціальній артеріальних гіпертензіях знижується, незважаючи на підвищений рівень експресії мРНК nNOS, але знижений еNOS. Підвищений вміст імунореактивного матеріалу до nNOS в обох групах більш ніж на третину значень контролю може бути обумовлено підвищеною експресією мРНК даної ізоформи у інших структурах медіобазального гіпоталамусу. Експресія іNOS у структурі аркуатного ядра гіпоталамусу при артеріальній гіпертензії характеризується суттєвим підвищенням як концентрації імунореактивного матеріалу, так і його вмісту в обох моделях. При цьому, якщо у щурів із ессенціальною артеріальною гіпертензією встановлене підвищення пояснюється збільшеним синтезом через підвищену нормовану кількість мРНК ферменту на 50 %, то при ендокринно-сольовій артеріальній гіпертензії вона була нижчою на 30 %. Встановлене в групах щурів із артеріальною гіпертензією зниження вмісту нітритів як у гомогенатах медіобазального гіпоталамусу, так і у плазмі крові, на тлі підвищення концентрації нітротирозину характеризує зсув вектору метаболізму системи монооксиду азоту з фізіологічного у бік формування активних форм кисню – пероксинітриту із прогресуванням оксидативного стресу. За результатами паралельних імуногістохімічних досліджень експресії пресорних та депресорних нейропептидів у структурі аркуатного ядра гіпоталамусу при різних за етіологією артеріальних гіпертензіях встановлені суттєві відмінності від показників щурів із нормальним артеріальним тиском. Виявлено підвищення вмісту та концентрації пресорного гормону нейротензину; при цьому ступінь виразності змін мала залежність (залежала) від типу моделі артеріальної гіпертензії. Так, в моделі есенціальної первинної артеріальної гіпертензії, яка розвивалась у щурів лінії SHR (модель есенціальної артеріальної гіпертензії) зазначені показники виявлялися найвищими та перевищували показники контролю більш ніж на 50 %, а в групі тварин з артеріальною гіпертензією, вторинно асоційованою з ендокринною патологією (модель ендокринно-сольової артеріальної гіпертензії), перевищення контрольних значень вмісту та концентрації імунореактивного матеріалу до нейротензину становило не більше 11 %. The general result of the complex research into pathogenetic peculiarities of the morpho-functional state of neurons of the hypothalamic arcuate nucleus in arterial hypertension depending on its etiology and pathogenesis development has shown that the formation of steady hypertension, regardless of the etiological factor and developmental mechanisms, leads to homotypic changes in neuropeptide content, NOS isoform mRNA expression, its isoform profile and NO terminal metabolite concentration, but reveals etiology dependant features of the morpho-densitometric parameters of neuron nuclei as well as their structural and populational relationships in the ventromedial, ventrolateral, and dorsomedial subnuclei of the hypothalamic arcuate nucleus. The work has incorporated modern pathophysiological, instrumental, molecular and genetic, immunohistochemical, biochemical, morpho-densitometric studies of hypothalamic neurons in experimental arterial hypertension. The statistical analysis of the results has been done. The nitrogen monoxide local system research conducted has made it possible to conclude that in the mediabasal hypothalamus there is stimulation of the corresponding genes of constitutive NOS isoforms. Simultaneously, the translation of their enzyme proteins in the structure of the arcuate nucleus in simulated endocrine-salt and essential types of arterial hypertension is likely to decrease notwithstanding the increased mRNA expression to nNOS, which is, though, reduced to eNOS. The increased content of the immunoreactive material to nNOS in both groups by more than a third in comparison to the control values may be due to the increased mRNA expression of this isoform in other structures of the mediobasal hypothalamus. The iNOS expression in the structure of the hypothalamic arcuate nucleus in arterial hypertension is characterized by a significant rise both in the concentration of the immunoreactive material and its content in both models. However, whereas in rats with essential hypertension the increase revealed can be explained by the increased synthesis caused by a 50% rise of the normal mRNA enzyme amount, in rats with endocrine-salt arterial hypertension the enzyme amount was 30 % lower. Discovered in the groups of rats with hypertension, the reduction in nitrite content both in the homogenates of the mediobasal hypothalamus and in the blood plasma along with the nitrotyrosine concentration increase characterizes the shift of the vector of the nitrogen monoxide system metabolism from the physiological one to the formation of reactive oxygen species – peroxynitrite with the progression of oxidative stress. The results of simultaneous immunohistochemical studies of pressor and depressor neuropeptides expression in the structure of the hypothalamic arcuate nucleus under conditions of arterial hypertension of different etiology have shown significant differences from the findings observed in rats with normal blood pressure. It has been found that the neurotensin pressor hormone content and concentration is increased, but the severity of the changes is dependent on the hypertension model type. Thus, in the model of essential primary arterial hypertension, which developed in the SHR line (the essential arterial hypertension model in rats), these indicators are the highest and exceed the control indicators by more than 50 %, whereas in the group of secondary endocrine hypertension (the model of endocrine-salt arterial hypertension) the control values of the immunoreactive material content and concentration as related to neurotensin are not more than 11 % higher.