Участие К_АТФ-каналов в дилатации церебральных артерий при хроническом воспалении у крыс

   Введение. Хроническое воспаление (ХВ) приводит к энцефалопатиям, дестабилизации когнитивных способностей и психоэмоционального состояния. Функционирование нейронов зависит от мозгового кровотока, который регулируется изменением диаметра артерий. Реактивность артерий во многом определяется функционированием К_АТФ-каналов,
которое при ХВ может ухудшаться под воздействием провоспалительных цитокинов и свободных радикалов.

   Цель – исследование вклада К_АТФ-каналов в дилатацию церебральных артерий крыс при развитии хронического воспаления.

   Материалы и методы. На пиальных артериях крыс Wistar через три месяца после лигирования и перфорации слепой кишки (модель хронического воспаления (ХВ)) проводили: исследование дилататорной реакции артерий разного диаметра на воздействие ацетилхолина (ACh) и нитропруссида натрия (NP) до и после блокирования К_АТФ-каналов глибенкламидом (GB); оценку вклада К_АТФ-каналов в формирование сосудистого тонуса по числу сузившихся артерий на воздействие блокатора GB и расширившихся на воздействие активатора пинацидила (PI).

   Результаты. При ХВ число дилатаций на воздействие AСh уменьшалось в 1,4–3,4 раза у артерий диаметром менее 40 мкм и в 1,7–1,9 раза у более крупных сосудов по сравнению с контрольной группой. Под воздействием NP у ХВ-крыс расширилось меньше в 1,6–1,7 крупных и в 1,5 раза мелких пиальных артерий относительно контроля. В контрольной группе число дилатаций на AСh при одновременно применении с GB уменьшалось в 2,2–3,4 раза по сравнению с реакцией только на AСh, а для NP – в 2,5–3 раза. В группе ХВ блокирование КАТФ-каналов статистически значимо не понижало число расширившихся артерий ни при воздействии AСh, ни при применении NP. Вклад К_АТФ-каналов крупных мозговых артерий в формирование тонуса крупных пиальных артерий при ХВ по сравнению с контролем не изменялся, а у мелких незначительно снижался.

   Заключение. При развитии хронического воспаления выявлено значительное ухудшение дилатации пиальных артерий у крыс. В отличие от контроля, у животных с ХВ К_АТФ-каналы гладкомышечных клеток не принимают участие в формировании дилататорной реакции данных сосудов, хотя вклад К_АТФ-каналов в поддержание сосудистого тонуса у крупных артерий сохранялся.

1. Pan S, Lv Z, Wang R, et al. Sepsis-induced brain dysfunction: pathogenesis, diagnosis, and treatment. Oxid Med Cell Longev. 2022;2022:1328729. Doi: 10.1155/2022/1328729.

2. Yin X-Y, Tang X-H, Wang S-X, et al. HMGB1 mediates synaptic loss and cognitive impairment in an animal model of sepsis-associated encephalopathy. J Neuroinflammation. 2023;20(1):69. Doi: 10.1186/s12974-024-03213-5.

3. Schaeffer S, Iadecola C. Revisiting the neurovascular unit. Nat Neuroscins. 2021;24(9):1198–1209. Doi: 10.1038/s41593-021-00904-7.

4. Grubb S, Cai C, Hald BO, et al. Precapillary sphincters maintain perfusion in the cerebral cortex. Nat Commun. 2020;11(1):395. Doi: 10.1038/s41467-020-14330-z.

5. Clement A, Guo S, Jansen-Olesen I, Christensen SL. ATP-sensitive potassium channels in migraine: translational findings and therapeutic potential. Cells. 2022;11(15):2406. Doi: 10.3390/cells11152406.

6. Syed AU, Koide M, Brayden JE, Wellman G. Tonic regulation of middle meningeal artery diameter by ATP-sensitive potassium channels. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 2019;39(4):670–679. Doi: 10.1177/0271678X17749392.

7. Ribeuz HL, Capuano V, Girerd B, et al. Implication of potassium channels in the pathophysiology of pulmonary arterial hypertension. Biomolecules. 2020;10(9):1261. Doi: 10.3390/biom10091261.

8. Li L, Xing M, Wang L, Zhao Y. Maresin 1 alleviates neuroinflammation and cognitive decline in a mouse model of cecal ligation and puncture. Zhong Nan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban. 2024;49(6):890–902. Doi: 10.11817/j.issn.1672-7347.2024.240117.

9. Zhou Y, Deng Q, Vong CT, et al. Oxyresveratrol reduces lipopolysaccharide-induced inflammation and oxidative stress through inactivation of MAPK and NF-κB signaling in brain endothelial cells. Biochem Biophys Rep. 2024;40:101823. Doi: 10.1016/j.bbrep.2024.101823.

10. Серебрякова С. Н., Семинский И. Ж., Гузовская Е. В., Гуцол Л. О. Воспаление – фундаментальный патологический процесс : лекция 1 (альтерация, сосудистые реакции), лекция 2 (клеточные реакции) // Байкальский медицинский журнал. 2023. Т. 2, № 2. С. 53–76. Doi: 10.57256/2949-0715-2023-2-53-64. Doi: 10.57256/2949-0715-2023-2-65-76.

11. Головкин А. С., Асадуллина И. А., Кудрявцев И. В. Пуринергическая регуляция основных физиологических и патологических процессов // Медицинская иммунология. 2018. Т. 20, № 4. С. 463–476. Doi: 10.15789/1563-0625-2018-4-463-476.

12. Li J, Jia Q, Yang L, et al. Sepsis-associated encephalopathy: mechanisms, diagnosis, and treatments update. Int J Biol Sci. 2025;21(7):3214–3228. Doi: 10.7150/ijbs.102234.

13. Zeidner G, Sadja R, Reuveny E. Redox-dependent gating of G protein-coupled inwardly rectifying K+ channels. J Biol Chem. 2001;76(38):35564–70. Doi: 10.1074/jbc.M105189200.

14. Никифорова Л. Р., Крышень К. Л., Боровкова К. Е. Обзор доклинических моделей сепсиса и септического шока // Лабораторные животные для научных исследований. 2021. № 4. С. 17–28. Doi: 10.29296/2618723X-2021-04-03.

15. Sokolova IB, Shuvaeva VN. Dynamics of development of systemic inflammatory response and disruption of endothelium-depend vasodilation of cerebral arteries. Moscow University Biologic Scin Bulletin. 2024;79(4):224–230. Doi: 10.3103/S0096392525600152.

16. Sokolova IB, Gorshkova OP. Cell therapy: a new technology of cerebral circulation restoration after ischemia/reperfusion. Acta Naturae. 2023;15(2):75–80. Doi: 10.32607/actanaturae.11904.

17. Nagao T, Ibayashi S, Sadoshima S, et al. Distribution and physiological roles of ATP-sensitive K+ channels in the vertebrobasilar system of the rabbit. Circ Res. 1996;78(2): 238–43. Doi: 10.1161/01.res.78.2.238.

18. Тихова Г. П. Планируем клиническое исследование. Вопрос № 1: как определить необходимый объем выборки? // Регионарная анестезия и лечение острой боли. 2014. Т. 8, № 3. С. 57–63.

19. Ajoolabady A, Pratico D, Ren J. Endothelial dysfunction: mechanisms and contribution to diseases. Acta Pharmacol Sin. 2024;45(10):2023–2031. Doi: 10.1038/s41401-024-01295-8.

20. Shea CM, Price GM, Liu G, et al. Soluble guanylate cyclase stimulator praliciguat attenuates inflammation, fibrosis, and end-organ damage in the Dahl model of cardiorenal failure. Am J Physiol Renal Physiol. 2020;318(1):F148–F159. Doi: 10.1152/ajprenal.00247.2019.

21. Daiber A, Steven S, Weber A, et al. Targeting vascular (endothelial) dysfunction. Br J Pharmacol. 2017; 174(12):1591–1619. Doi: 10.1111/bph.13517.

22. Cai Z, Wu C, Xu Y, et al. The NO-cGMP-PKG Axis in HFpEF: from pathological mechanisms to potential therapies. Aging Dis. 2023;14(1):46–62. Doi: 10.14336/AD.2022.0523.

23. Sung MW, Yang Z, Driggers CM, et al. Vascular KATP channel structural dynamics reveal regulatory mechanism by Mg-nucleotides. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021;118(44): e2109441118. Doi: 10.1073/pnas.2109441118.

24. Сюндюкова Е. Г., Медведев Б. И., Сашенков С. Л. и др. Показатели системы гемостаза и маркеры системного воспаления у беременных с преэклампсией // Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». 2014. Т. 14, № 1. С. 88–95.

25. Huan Q, Peng J, Chang Y, et al. Activation of P2Y1R impedes intestinal mucosa repair during colitis. Int J Biol Sci. 2023;19(14):4360–4375. Doi: 10.7150/ijbs.82302.

26. Foster M, Coetzee W. KATP Channels in the cardiovascular system. Physiol Rev. 2016;96(1):177. Doi: 10.1152/physrev.00003.