Гендерные особенности реактивности сосудов микроциркуляторного русла кожи крыс по данным лазерной допплеровской флоуметрии

   Введение. Известно, что в развитии системных нарушений микроциркуляции определенное значение имеет гендерная принадлежность. Однако особенности реактивности микрососудов и их функциональный резерв недостаточно изучены.

   Цель – изучение гендерных особенностей реактивности сосудов микроциркуляторного русла кожи крыс по данным лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) в условиях проведения функциональных проб.

   Материалы и методы. Исследование проводили на самцах и самках крыс стока Wistar. В эксперимент отбирали самок с устойчивым 4-дневным эстральным циклом по данным кольпоцитограммы. Методом ЛДФ оценивали исходную перфузию кожи и ее динамику в условиях проведения пробы с локальной контактной гипотермией, вызванной термоэлементом. Распределение температурных полей оценивали с помощью тепловизора FLIR ONE Pro.

   Результаты. При контактном охлаждении кожи развивалась реакция сосудов микроциркуляторного русла, имеющая фазный характер. Сразу после воздействия локальная контактная гипотермия сопровождалась значимым снижением температуры кожи и тканевой перфузии (в зоне лазерной флоуметрии). При этом процент редукции кожного кровотока (Q %) у самцов был выше, чем у самок, и составил 54 % от исходных значений. Максимальная перфузия после восстановления кровотока отмечена на 5-й минуте у самцов, на 3-й минуте у самок и составила 147 % и 149,9 % соответственно. Исходный кровоток в микрососудах кожи в разных фазах эстрального цикла у самок статистически значимо не отличался. Однако при проведении функциональной пробы в стадии проэструса, характеризующейся максимальной секрецией эстрогенов яичниками, вазоконстрикция была менее выражена, чем в других фазах цикла.

   Заключение. Выявленные особенности редукции кровотока с последующей «холодовой вазодилатацией» в условиях проведения проб с локальной контактной гипотермией свидетельствуют о бóльшем функциональном резерве микрососудов и более эффективном механизме ауторегуляции системы микроциркуляции крови у самок крыс.

1. Miller V. M., Duckles S. P. Vascular Actions of Estrogens: Functional Implications // Pharmacol. Rev. 2008; 60 (2): 210–241. Doi: 10.1124/pr.107.08002.

2. Koh K. K. Effects of estrogen on the vascular wall: vasomotor function and inflammation // Cardiovasc. Res. 2002; 55 (4): 714–726. Doi:10.1016/s0008-6363(02)00487-x.

3. Novella S., Pérez-Cremades D., Mompeón A., Hermenegildo C. Mechanisms underlying the influence of oestrogen on cardiovascular physiology in women // J. Physiol. 2019; 597 (19): 4873–4886. Doi:10.1113/JP278063.

4. Aroor A. R., De Marco V. G., Jia G., Sun Z., Nistala R., Meininger G. A., Sowers J. R. The role of tissue renin-angiotensinaldo sterone system in the development of endothelial dysfunction and arterial stiffness // Front Endocrinol. (Lausanne). 2013: 4: 161. Doi: 10.3389/fendo.2013.00161.

5. Gohar E. Y., Pollock D. M. Sex-specific contributions of endothelin to hypertension // Curr Hypertens Rep. 2018; 20 (7): 58. Doi:10.1007/s11906-018-0856-0.

6. Favre J., Vessieres E., Guihot A.-L., Proux C., Grimaud L., Rivron J., Garcia M. C. l., Réthoré L., Zahreddine R., Davezac M., Fébrissy C., Adlanmerini M., Loufrani L., Procaccio V., Foidart J.-M., Flouriot G., Lenfant F., Fontaine C., Arnal J.-F., Henrion D. Membrane estrogen receptor alpha (ERα) participates in flow-mediated dilation in a ligand-independent manner // Elife. 2021;(10): e68695. Doi: 10.7554/eLife.68695.

7. Simoncini T. Mechanisms of action of estrogen receptors in vascular cells: relevance for menopause and aging // Climacteric. 2009; 12 (1): 6–11. Doi:10.1080/13697130902986385.

8. Arnal J.-F., Lenfant F., Metivier R., Flouriot G., Henrion D., Adlanmerini M., Fontaine C., Gourdy P., Chambon P., Katzenellenbogen B., Katzenellenbogen J. Membrane and Nuclear Estrogen Receptor Alpha Actions: From Tissue Specificity to Medical Implications // Physiol Rev. 2017; 97 (3): 1045–1087. Doi:10.1152/physrev.00024.2016.

9. Niță A.-R., Knock G. A, Heads R. J. Signalling mechanisms in the cardiovascular protective effects of estrogen: With a focus on rapid/membrane signaling // Curr Res Physiol. 2021; (4): 103–118. Doi: 10.1016/j.crphys.2021.03.003.

10. Васина Е. Ю. Гендерные отличия тромборезистентности сосудистой стенки в эксперименте при фотоповреждении бедренной артерии крысы / Е. Ю. Васина, С. Г. Чефу, Н. Н. Петрищев // Регинарное кровообращение и микроциркуляция. – 2012. – Т. 11, № 3. – С. 81֪83. URL: https://www.microcirc.ru/jour/article/view/902.

11. Kingma J. G. Jr., Laher I. Effect of endothelin on sexdependent regulation of tone in coronary resistance vessels // Biochem Biophys Res Commun. 2021; (540): 56–60. Doi: 10.1016/j.bbrc.2020.12.103.

12. Hamilton K., MacKenzie A. Gender specific generation of nitroxyl (HNO) from rat endothelium // Vascul Pharmacol. 2015; (71): 208–214. Doi: 10.1016/j.vph.2015.03.004.

13. Крупаткин А. И. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови: рук. для врачей / А. И. Крупаткин, В. В. Сидоров. – М.: Медицина, 2005. – 256 с.

14. Лапитан Д. Г. Функциональное исследование системы микроциркуляции крови методом лазерной допплеровской флоуметрии в клинической медицине: проблемы и перспективы / Д. Г. Лапитан, Д. А. Рогаткин // Альм. клин. медицины. – 2016. – № 44 (2). – С. 249–259. Doi: 10.18786/2072-0505-2016-44-2-249-259.

15. Ногеров А. Р. Половой диморфизм у белых крыс перфузии ткани и функционального состояния эндотелия микроциркуляторного русла / А. Р. Ногеров // Бюллетень мед. Интернет-конф. – 2013. – 3 (7): 1007–1009.

16. Гурова О. А. Гендерные различия показателей ЛДФ-метрии у здоровых молодых людей / О. А. Гурова, С. М. Рыжакин // Естественные и техн. науки. – 2015. – Т. 84, № 6. – С. 176–177.

17. Stupin A., Stupin M., Baric L, Matic A., Kolar L., Drenjancevic I. Microvascular reactivity of young healthy subjects // Clin. Hemorheol. Microcirc. 2019; 72 (4): 339–351. Doi: 10.3233/CH-180483.

18. Омельяненко К. В. Гендерные особенности микроциркуляторного русла кожи у здоровых лиц трудоспособного возраста / К. В. Омельяненко [и др.] // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. – 2021. – Т. 20, № 8. – С. 3111. Doi: 10.15829/1728-8800-2021-3111.

19. Cora M. C., Kooistra L., Travlos G. Vaginal Cytology of the Laboratory Rat and Mouse: Review and Criteria for the Staging of the Estrous Cycle Using Stained Vaginal Smears // Toxicol. Pathol. 2015; 43 (6): 776–793. Doi: 10.1177/0192623315570339.

20. Johnson J. M., Minson C. T., Kellogg D. L. Jr. Cutaneous Vasodilator and Vasoconstrictor Mechanisms in Temperature Regulation // Compr. Physiology. 2014; 4 (1): 33–89. Doi: 10.1002/cphy.c130015.

21. Alba B. K., Castellani J. W., Charkoudian N. Cold-induced cutaneous vasoconstriction in humans: Function, dysfunction and the distinctly counterproductive // Exp Physiol. 2019; 104 (8): 1202–1214. Doi: 10.1113/EP087718.

22. Greenfield A. D. M. The circulation through the skin. In: Hamilton W. F., Dow P., editor. Handbook of Physiology, Circulation. Washington, DC: Am. Physiol. Soc., 1963.

23. Shepherd J. T., Rusch N. J., Vanhoutte P. M. Effect of cold on the blood vessel wall // Gen Pharmacol. 1983; 14 (1): 61–64. Doi: 10.1016/0306-3623(83)90064-2.

24. Saumet J. L., Kellogg D. L. Jr., Taylor W. F., Johnson J. M. Cutaneous laser-Doppler flowmetry: Influence of underlying muscle blood flow // J Appl Physiol. 1988; 65 (1): 478–481. Doi: 10.1152/jappl.1988.65.1.478.

25. Hodges G. J., Zhao K., Kosiba W. A., Johnson J. M. The involvement of nitric oxide in the cutaneous vasoconstrictor response to local cooling in humans // J Physiol. (London). 2006; 574 (Pt 3): 849–857. Doi: 10.1113/jphysiol.2006.109884.

26. Yamazaki F., Sone R., Zhao K., Alvarez G. E., Kosiba W. A., Johnson J. M. Rate dependency and role of nitric oxide in the vascular response to direct cooling in human skin // J Appl Physiol. 2006; 100 (1): 42–50. Doi: 10.1152/japplphysiol.00139.2005.

27. Levin E. R. Integration of the extranuclear and nuclear actions of estrogen // Mol. Endocrinol. 2005; 19 (8): 1951–1959. Doi: 10.1210/me.2004-0390.

28. Miller A. P., Xing D., Feng W., Fintel M., Chen Yiu-Fai, Oparil S. Aged rats lose vasoprotective and anti-inflammatory actions of estrogen in injured arteries // Menopause. 2007; 14 (2): 251–260. Doi: 10.1097/01.gme.0000235366.39726.f6.

29. Li L., Haynes M. P., Bender J. R. Plasma membrane localization and function of the estrogen receptor α variant (ER46) in human endothelial cells // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003; 100 (8): 4807–4812. Doi: 10.1073/pnas.0831079100.

30. Tropea T., De Francesco E. M., Rigiracciolo D., Maggiolini M., Wareing M., Osol G., Mandalà M. Pregnancy augments G protein estrogen receptor (GPER) induced vasodilation in rat uterine arteries via the nitric oxide - cGMP Signaling Pathway // PLoS One. 2015; 10 (11): e0141997. Doi: 10.1371/journal.pone.0141997.

31. Traupe T., Stettler C. D., Li H., Haas E., Bhattacharya I., Minotti R., Barton M. Distinct roles of estrogen receptors alpha and beta mediating acute vasodilation of epicardial coronary arteries // Hypertension. 2007; 9 (6): 1364–1370. Doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.106.081554.

32. Ayodeji Folorunsho Ajayi , Roland Eghoghosoa Akhigbe. Staging of the estrous cycle and induction of estrus in experimental rodents: an update // Fertil Res Pract. 2020; (6): 5. Doi: 10.1186/s40738-020-00074-3.

33. Половые и возрастные различия системной воспалительной реакции при экспериментальной эндотоксинемии / А. М. Косырева [и др.] // Иммунология. ‒ 2019. – Т. 40, № 3. – С. 28–40. Doi: 10.24411/0206-4952-2019-13004.

34. Розен В. Б. Основы эндокринологии / В. Б. Розен ; под ред. д-ра биол. наук О. В. Смирновой. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГУ, 1994. – 384 с.

35. Чхаидзе И. З. Реактивность микрососудов брыжейки крыс в разные фазы эстрального цикла / И. З. Чхаидзе // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2005. – Т. 18, № 4. – С. 86–89.

36. Dalle Lucca J. J., Adeagbo A. S., Alsip N. L. Influence of oestrous cycle and pregnancy on the reactivity of the rat mesenteric vascular bed // Hum Reprod. 2000; 15 (4): 961–968. Doi: 10.1093/humrep/15.4.961.