uzspbgmuУчёные записки Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. ПавловаThe Scientific Notes of the Pavlov University1607-41812541-8807Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University10.24884/1607-4181-2023-30-2-25-29uzspbgmu-966Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫORIGINAL PAPERSИзменения аминокислотного пула в теменной доле и гиппокампе крыс при неполной церебральной ишемииChanges in the amino acid pool in the rat parietal lobe and hippocampus with incomplete cerebral ischemiahttps://orcid.org/0000-0001-7189-0838БоньЕ. И.BonE. I.

Бонь Елизавета Игоревна, кандидат биологических наук, доцент кафедры патологической физиологии им. Д. А. Маслакова

230009, г. Гродно, ул. Горького, д. 80

Bon Elizaveta I., Cand. of Sci. (Biol.), Associate Professor of the Department of Pathological Physiology named after D. A. Maslkov

80, Gorky str., Grodno, 230009

asphodela@list.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3181-9513МаксимовичН. Е.MaksimovichN. Ye.

Максимович Наталия Евгеньевна, доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой патологической физиологии им. Д. А. Маслакова

230009, г. Гродно, ул. Горького, д. 80

Maksimovich Nataliya Ye., Dr. of Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of Pathological Physiology named after D. A. Maslakov

80, Gorky str., Grodno, 230009

mne@grsmu.byhttps://orcid.org/0000-0001-9939-8749ДорошенкоЕ. М.DoroshenkoE. M.

Дорошенко Евгений Михайлович, кандидат биологических наук, доцент кафедры биологической химии

230009, г. Гродно, ул. Горького, д. 80

Doroshenko Evgeny M., Cand. of Sci. (Biol.), Associate Professor of the Department of Biological Chemistry

80, Gorky str., Grodno, 230009

dgi03@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7189-0838СмирновВ. Ю.SmirnovV. Yu.

Смирнов Виталий Юрьевич, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник научно-bсследовательской лаборатории

230009, г. Гродно, ул. Горького, д. 80

Smirnov Vitaliy Yu., Cand. of Sci. (Biol.), Senior Research Fellow of the Research Laboratory

80, Gorky str., Grodno, 230009

vit_sm@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0090-7254ДанилевичМ. А.DanilevichM. A.

Данилевич Максим Андреевич, студент

230009, г. Гродно, ул. Горького, д. 80

Danilevich Maxim A., Student

80, Gorky str., Grodno, 230009

max666reborn@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7580-7915ГолушкоА. С.GolushkoA. S.

Голушко Артем Сергеевич

230009, г. Гродно, ул. Горького, д. 80

Golushko Artem S., Student

80, Gorky str., Grodno, 230009

boyarchuk.artem@bk.ruУчреждение образования «Гродненский государственный медицинский университет»БеларусьGrodno State Medical UniversityBelarus2023160620233022529Copyright © Бонь Е.И., Максимович Н.Е., Дорошенко Е.М., Смирнов В.Ю., Данилевич М.А., Голушко А.С., 20232023Бонь Е.И., Максимович Н.Е., Дорошенко Е.М., Смирнов В.Ю., Данилевич М.А., Голушко А.С.Bon E.I., Maksimovich N.Y., Doroshenko E.M., Smirnov V.Y., Danilevich M.A., Golushko A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sci-notes.ru/jour/article/view/966Введение

Введение. Аминокислоты и их дериваты принимают участие в синаптической передаче как нейротрансмиттеры и нейромодуляторы, а некоторые из них участвуют в образовании медиаторов нервной системы. Поэтому изучение состояния аминокислотного пула при неполной ишемии головного мозга играет значимую роль.

Цель – оценить характер изменения пула аминокислот и оценить их участие в оксидативных процессах у крыс с неполной ИГМ.

Методы и материалы

Методы и материалы. Опыты выполнялись на 16 самцах беспородных белых крыс массой 260±20 г с соблюдением требований Директивы Европейского Парламента и Совета № 2010/63/EU от 22.09.2010 г. о защите животных, использующихся для научных целей.

Результаты

Результаты. По сравнению с показателями в группе «контроль» у крыс с продолжительностью ишемического периода 1 час в теменной доле происходило уменьшение содержания серосодержащих аминокислот: метионина на 12 % и цистеата на 28 %. Наряду с этим отмечалось увеличение L-аргинина в теменной доле на 39 %, а в гиппокампе – на 56 %.

Выводы

Выводы. Для одночасовой неполной ишемии головного мозга характерны следующие изменения: уменьшение содержания серосодержащих аминокислот со снижением метионина и повышение содержания L-аргинина. Изменения в теменной доле и гиппокампе носили аналогичный характер, за исключением отсутствия падения уровня цистеата в гиппокампе, как отражение более высокой чувствительности теменной доли к дефициту кислорода по сравнению с гиппокампом.

Introduction

Introduction. Amino acids and their derivatives are involved in synaptic transmission as neurotransmitters and neuromodulators, and some of them are involved in the formation of neurotransmitters of the nervous system. Therefore, the study of the state of the amino acid pool in incomplete cerebral ischemia plays a significant role.

The objective was to assess the nature of changes in amino acid pool and evaluate their participation in oxidative processes in rats with incomplete cerebral ischemia.

Methods and materials

Methods and materials. The experiments were carried out on 16 male outbred white rats weighing 260±20 g in compliance with the requirements of the Directive of the European Parliament and of the Council No. 2010/63/EU of September 22, 2010 on the protection of animals used for scientific purposes.

Results

Results. Compared with the indicators in the control group, rats with an ischemic period of 1 hour in the parietal lobe had a decrease in the content of sulfur-containing amino acids: methionine by 12 % and cysteate by 28 %. In addition, there was an increase of L-arginine in the parietal lobe by 39 %, and in the hippocampus – by 56 %.

Conclusions

Conclusions. The following changes are characteristic for one-hour incomplete cerebral ischemia: a decrease in the content of sulfur-containing amino acids, with a decrease in both methionine and an increase in the content of L-arginine. Changes in the parietal lobe and hippocampus had a similar nature, except for the absence of a drop in the level of cysteate in the hippocampus, as a reflection of the higher sensitivity of the parietal lobe to oxygen deficiency, compared with the hippocampus.

аминокислотынейроныишемиягиппокампamino acidneuronsischemiahippocampusReferencesРазводовский Ю. Е., Смирнов В. Ю., Дорошенко Е. М., Максимович Н. Е., Переверзев В. А. Содержание аминокислот и их производных в коре головного мозга крыс при его частичной ишемии // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. – 2019. – Т. 18, № 1. – С. 5–9.Razvodovsky Y. E., Smirnov V. Yu., Doroshenko E. M., Maksimovich N. E., Pereverzev V.A. The content of amino acids and their derivatives in the cerebral cortex of rats with its partial ischemia // Bulletin of the Smolensk State Medical Academy. 2019,18(1):5–9. (In Russ.).Erecińska M., Nelson D., Wilson D. F., Silver I. A. Neurotransmitter amino acids in the CNS. I. Regional changes in amino acid levels in rat brain during ischemia and reperfusion // Brain Res. – 1984. – Vol. 304, № 1. – P. 9–22. DOI: 10.1016/0006-8993(84)90857-6. PMID: 6146383.Erecińska M., Nelson D., Wilson D. F., Silver I.A. Neurotransmitter amino acids in the CNS. I. Regional changes in amino acid levels in rat brain during ischemia and reperfusion // Brain Res. 1984;304(1):9–22. DOI: 10.1016/0006-8993(84)90857-6. PMID: 6146383.Clemens J. A. Cerebral ischemia: gene activation, neuronal injury, and the protective role of antioxidants // Free Radic. Biol. Med. – 2000. – Vol. 28. – P. 1526–1531.Clemens J. A. Cerebral ischemia: gene activation, neuronal injury, and the protective role of antioxidants // Free Radic. Biol. Med. 2000;28:1526–1531.Guo M. F., Yu J. Z., Ma C. G. Mechanisms related to neuron injury and death in cerebral hypoxic ischaemia // Folia Neuropathol. – 2011. – Vol. 49, № 2. – P. 78–87.Guo M. F., Yu J. Z., Ma C. G. Mechanisms related to neuron injury and death in cerebral hypoxic ischaemia // Folia Neuropathol. 2011;49(2):78–87.Slivka A. P., Murphy E. J. High-dose methylprednisolone treatment in experimental focal cerebral ischemia // Exp Neurol. – 2001. – Vol. 167, № 1. – P. 166–72. DOI: 10.1006/exnr.2000.7532. PMID: 11161604.Slivka A. P., Murphy E. J. High-dose methylprednisolone treatment in experimental focal cerebral ischemia // Exp Neurol. 2001;167(1):166–72. DOI: 10.1006/exnr.2000.7532. PMID: 11161604.Rey A. I., de-Cara A., Calvo L., Puig P., Hechavarría T. Changes in plasma fatty acids, free amino acids, antioxidant defense, and physiological stress by oleuropein supplementation in pigs prior to slaughter // Antioxidants (Basel). – 2020. – Vol. 9, № 1. – P. 45–52.Rey A. I., de-Cara A., Calvo L., Puig P., Hechavarría T. Changes in plasma fatty acids, free amino acids, antioxidant defense, and physiological stress by oleuropein supplementation in pigs prior to slaughter // Antioxidants (Basel). 2020;9(1):45–52.Konietschke F., Hothorn L. A., Brunner E. Rank-based multiple test procedures and simultaneous confidence intervals // Electronic Journal of Statistics. – 2011. – Vol. 0, № 2011. – P. 1–8.Konietschke F., Hothorn L. A., Brunner E. Rank-based multiple test procedures and simultaneous confidence intervals // Electronic Journal of Statistics. 2011;0(2011):1–8.Бутин А. А. Закономерности изменений сосудистокапиллярной сети коры большого мозга в ответ на острую церебральную ишемию // Омский научный вестник. – 2004. – № 26. – С. 46–57.Butin A. A. Patterns of changes in the vascular-capillary network of the cerebral cortex in response to acute cerebral ischemia // Omsk Scientific Bulletin. 2004;(26):46–57. (In Russ.).Bon E. I., Maksimovich N. E, Karnyushko S. M., Zimatkin S. M., Lychkovskaya M. A. Disorders of energy metabolism in neurons of the cerebral cortex during cerebral ischemia // Biomedical Journal of Scientific & Technical Research. – 2021. – Vol. 40. – P. 31932–31937.Bon E. I., Maksimovich N. E., Karnyushko S. M, Zimatkin S. M., Lychkovskaya M. A. Disorders of energy metabolism in neurons of the cerebral cortex during cerebral ischemia // Biomedical Journal of Scientific & Technical Research. 2021;40:31932–31937.Bon E. I., Maksimovich N. Ye., Dremza I. K., Lychkovskaya M. A. Experimental Cerebral Ischemia Causes Disturbances in Mitochondrial Respiration of Neurons // Biomedical Journal of Scientific & Technical Research. – 2021. – Vol. 40. – P. 32387–32392.Bon E. I., Maksimovich N. Ye., Dremza I. K., Lychkovskaya M.A. Experimental cerebral ischemia causes disturbances in mitochondrial respiration of neurons // Biomedical Journal of Scientific & Technical Research. 2021;40:32387– 32392.Shimizu H., Graham S. H., Chang L.-H., Mintorovitch J., James T. L. et al. Relationship between extracellular neurotransmitter amino acids and energy metabolism during cerebral ischemia in rats monitored by microdialysis and in vivo magnetic resonance spectroscopy // Brain Research. – 1993. – Vol. 605, Issue 1. – P. 33–42.Shimizu H., Graham S. H., Chang L.-H., Mintorovitch J., James T. L. et al. Relationship between extracellular neurotransmitter amino acids and energy metabolism during cerebral ischemia in rats monitored by microdialysis and in vivo magnetic resonance spectroscopy // Brain Research. 1993;605(1):33–42.Bon E. I., Maksimovich N. Yе., Dremza I. K., Kokhan N. V., Burak I. N. Severity of oxidative stress in stepwise cerebral ischemia // Advance In Medical and Clinical Research. – 2022. – Vol. 2. – P. 1–3.Bon E. I., Maksimovich N. Yе., Dremza I. K., Kokhan N. V., Burak I. N. Severity of oxidative stress in stepwise cerebral ischemia // Advance In Medical and Clinical Research. 2022;2:1–3.Stevens J. L., Feelisch M., Martin D. S. Perioperative oxidative stress: the unseen enemy // Anesth Analg. – 2019. – Vol. 129, № 6. – P. 1749–1760.Stevens J. L., Feelisch M., Martin D. S. Perioperative oxidative stress: the unseen enemy // Anesth Analg. 2019;129(6):1749–1760.Бонь Е. И., Максимович Н. Е., Дремза И. К., Носович М. А., Храповицкая К. А. Характеристика нарушений прооксидантно-оксидантного баланса у крыс с ишемией головного мозга // Ульяновский медико-биологический журнал. – 2022. – № 3. – С. 97–106.Bon E. I., Maksimovich N. E., Dremza I. K., Nosovich M. A., Khrapovitskaya K. A. Characteristics of disorders of the prooxidant-oxidant balance in rats with cerebral ischemia // Ulyanovsk Medical Biological Journal. 2022;(3):97–106. (In Russ.).Rodrigo R., Fernández-Gajardo R., Gutiérrez R., Matamala J. M., Carrasco R. et al. Oxidative stress and pathophysiology of ischemic stroke: novel therapeutic opportunities // CNS Neurol Disord Drug Targets. – 2013. – Vol. 12, № 5. – P. 698–714.Rodrigo R., Fernández-Gajardo R., Gutiérrez R., Matamala J. M., Carrasco R. et al. Oxidative stress and pathophysiology of ischemic stroke: novel therapeutic opportunities // CNS Neurol Disord Drug Targets. 2013;12(5):698–714.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.