Физиологическая роль мелатонина при оксидативном стрессе в эмбриональный период развития

Введение. Мелатонин является мощным эндогенным антиоксидантом, обеспечивает нормальное течение беременности и рождение здорового ребенка. Снижение концентрации гормона в крови коррелирует с тяжестью преэклампсии. В настоящее время мелатонин рассматривают как перспективный антиоксидант, который может улучшить состояние матери при преэклампсии, одновременно защищая плод от неблагоприятной внутриутробной среды.

Цель – изучить прямое влияние мелатонина на ремоделирование ткани сердца куриного эмбриона в норме и при моделировании оксидативного стресса.

Методы и материалы. В работе использован метод органотипической культуры ткани сердца 10–12-дневных куриных эмбрионов. Оксидативный стресс моделировали введением в питательную среду адреналина в дозе 10^–4 М или гомоцистеин тиолактона в концентрации 10^–3 М.

Результаты. Обнаружен трофотропный эффект мелатонина в концентрации 10^–6 М. Препарат стимулировал рост эксплантатов ткани сердца на 20 %. Адреналин проявил кардиотоксическое действие в концентрациях 10^–4 и 10^–6 М. Мелатонин (10^–6 М) нивелировал кардиотоксический эффект адреналина (10^–4 М). Кардиотоксический эффект гомоцистеин тиолактона (10^–3 М) в присутствии мелатонина (10^–6 М) сохранялся.

Заключение. В эмбриональный периодмелатонин устраняет кардиотоксическое влияние окислительного стресса, вызванного высокой концентрацией адреналина, но не гомоцистеин тиолактона. 

1. Пылаева Н. Ю., Шифман Е. М., Куликов А. В. и др. Преэклампсия. Эклампсия. Анестезия и интенсивная терапия в родах и послеродовом периоде: обзор литературы // Вестн. интенсив. терапии им. А. И.Салтанова. – 2020. – № 1. – С. 41–52. Doi: 10.21320/1818-474X-2020-1-41-52.

2. Langston-Cox A., Marshall S. A., Lu D. et al. Melatonin for the Management of Preeclampsia: A Review // Antioxidants (Basel). – 2021. – Vol. 10, № 3. – P. 376. Doi: 10.3390/antiox10030376.

3. Poston L., Briley A. L., Seed P. T. et al. Vitamins in Pre-eclampsia (VIP) Trial Consortium. Vitamin C and vitamin E in pregnant women at risk for pre-eclampsia (VIP trial): randomised placebo-controlled trial // Lancet. – 2006. – Vol. 367, № 9517. – P. 1145–1154. Doi: 10.1016/S0140-6736(06)68433-X.

4. Kalpdev A., Saha S. C., Dhawan V. Vitamin C and E supplementation does not reduce the risk of superimposed PE in pregnancy // Hypertens Pregnancy. – 2011. – Vol. 30, № 4. – P. 447–456. Doi: 10.3109/10641955.2010.507840.

5. Ejaz H., Figaro J. K., Woolner A. M. F. et al. Maternal Serum Melatonin Increases During Pregnancy and Falls ImmediatelyAfter Delivery Implicating the Placenta as a Major Source of Melatonin // Front Endocrinol(Lausanne). – 2021. – Vol. 11. – P. 623038. Doi: 10.3389/fendo.2020.623038.

6. Nakamura Y., Tamura H., Kashida S. et al. Changes of serum melatonin level and its relationship to feto-placental unit during pregnancy // J. Pineal. Res. – 2001. – Vol. 30, №. 1. – P. 29–33. Doi: 10.1034/j.1600-079x.2001.300104.x.

7. Zeng K., Gao Y., Wan J. et al. The reduction in circulating levels of melatonin may be associated with the development of preeclampsia //J. Hum. Hypertens. – 2016. – Vol. 30, № 11. – P. 666–671. Doi: 10.1038/jhh.2016.37.

8. Martins R. A., Pearson R. A. Control of cell proliferation by neurotransmitters in the developing vertebrate retina // Brain Res. – 2008. – Vol. 1192. – P. 37–60. Doi: 10.1016/j.brainres.2007.04.076.

9. Brzezinski A., Seibel M. M., Lynch H. J. et al. Melatonin in human preovulatory follicular fluid // J. Clin. Endocrinol. Metab. – 1987. – Vol. 64, № 4. – P. 865–867. Doi: 10.1210/jcem-64-4-865.

10. Кириенко К. В., Апрышко В. П., Харитонова М. А. и др. Культивирование эмбрионов человека в среде с различным содержанием мелатонина // Проблемы репродукции. – 2018. – Т. 24, № 2. – С. 69–74. Doi: 10.17116/ repro201824269-74.

11. Thakor A. S., Allison B. J., Niu Y. et al. Melatonin modulates the fetal cardiovascular defense response to acute hypoxia // J Pineal Res. – 2015. – Vol. 59, № 1. – P. 80–90. Doi: 10.1111/jpi.12242.

12. Komatsubara M., Hara T., Hosoya T. et al. Melatonin regulates catecholamine biosynthesis by modulating bone morphogenetic protein and glucocorticoid actions//J. Steroid Biochem. Mol. Biol. – 2017. – Vol. 165, Pt B. – P. 182–189. Doi: 10.1016/j.jsbmb.2016.06.002.

13. Genade S., Genis A., Ytrehus K. et al. Melatonin receptor-mediated protection against myocardial ischaemia/ reperfusion injury: role of its anti-adrenergic actions // J. Pineal Res. – 2008. – Vol. 45, № 4. – P. 449–458. Doi: 10.1111/j.1600-079X.2008.00615.x.

14. Karolczak K., Watala C. Melatonin as a Reducer of Neuro- and Vasculotoxic Oxidative Stress Induced by Homocysteine //Antioxidants(Basel). – 2021. – Vol. 10, № 8. – P. 1178. Doi: 10.3390/antiox10081178.

15. Paul R., Borah A. The potential physiological crosstalk and interrelationship between two sovereign endogenous amines, melatonin and homocysteine // Life Sci. – 2015. – Vol. 139. – P. 97–107. Doi: 10.1016/j.lfs.2015.07.031.

16. Lopatina E. V., Kipenko A. V., Penniyaynen V. A. et al. Organotypic tissue culture investigation of homocysteine thiolactone cardiotoxic effect // Acta Physiologica Hungarica. – 2015. – Vol. 102, № 2. – P. 137–142. Doi: 10.1556/036.102.2015.2.4.

17. Rašić-Marković A., Stanojlović O., Hrnčić D.The activity of erythrocyte and brain Na+/K+ and Mg2+-ATPasesin rats subjected to acute homocysteine and homocysteine thiolactone administration // Mol. Cell Biochem. – 2009. – Vol. 327, № 1–2. – P. 39–45. Doi: 10.1007/s11010-009-0040-6.