Научно-практическая конференция и школа с международным участием, посвященная 90-летию со дня рождения академика В.В.Фролькиса

УРОВНИ ЭКСПРЕССИИ мРНК HIF-1α И HIF-3α В ТКАНИ СЕРДЦА ВЗРОСЛЫХ И СТАРЫХ КРЫС ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОГО ОБЛУЧЕНИЯ И ПРЕДШЕСТВУЮЩЕЙ ИНТЕРВАЛЬНОЙ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКИ

2014

Цель работы - изучить влияние интервальной гипоксической тренировки (ИГТ) на состояние системы транскрипционного фактора HIF (hypoxia-inducible factor) в ткани сердца взрослых и старых крыс (уровни экспрессии мРНК генов HIF-1α и HIF-3α) в относительно отдаленный срок после однократного облучения в сублетальной дозе.

Взрослых (8 мес) и старых (24 мес) крыс-самцов подвергали ИГТ (дыхание воздушной смесью, содержащей 12 об % О2, в течение 2 ч ежедневно, 5 дней в неделю, в течение 2 нед), через 1 сут после окончания которой животных подвергали однократному рентгеновскому облучению (R-облучению) в дозе 5 Гр. Животных брали в опыт через 17 сут после R-облучения. С помощью молекулярных методов определяли уровни экспрессии мРНК генов HIF-1α и HIF-3α с использованием полимеразной цепной реакции в реальном времени, в качестве эндогенного контроля использовали уровень экспрессии мРНК гена GADPH.

Установлено, что в условиях нормоксии уровень экспрессии мРНК субъединиц HIF-1α и HIF-3α в ткани сердца старых крыс повысился по сравнению со взрослыми в 90 и 7 раз соответственно. Известно, что возрастная активация HIF-1 приводит к нарушению взаимодействия между ядром и митохондриями, в результате чего происходит угасание функций митохондрий, вследствие чего уменьшается способность клеток производить энергию. У животных обеих возрастных групп через 17 дней после окончания ИГТ уровень экспрессии мРНК субъединиц HIF - 1α и HIF-3α в ткани сердца имел тенденцию к снижению, что может быть следствием изменений в тканевом дыхании и энергообразовании. R-облучение повысило уровень экспрессии мРНК HIF-1α в ткани сердца животных обеих возрастных групп в 1,9 раза по сравнению с контролем, что может свидетельствовать о проявлении ускоренного старения. Известно, что HIF-3α имеет антагонистические функциональные взаимоотношения с HIF-1α и может препятствовать транскрипции HIF-1α-зависимых генов. В тоже время индукция HIF-1α приводит к транскрипционной активации экспрессии HIF-3α в качестве гена-мишени, что мы четко наблюдаем в ткани сердца взрослых крыс, в отличие от старых облученных животных. ИГТ, проведенная до облучения, приводила к повышению уровней экспрессии мРНК субъединиц HIF-1α и HIF-3α в ткани сердца взрослых крыс по сравнению с контролем. Активация системы транскрипционного фактора HIF у взрослых облученных крыс, подвергнутых ИГТ, намного меньше, чем в контроле у старых крыс, то-есть не сопоставима с возрастной, и имеет положительное адаптационное значение. У старых животных ИГТ, проведенная до облучения, приводила к значительному снижению уровней экспрессии мРНК субъединиц HIF-1α и HIF-3α в ткани сердца 8 и 133 раз по сравнению с контролем.

Таким образом, в условиях нормоксии уровень экспрессии мРНК субъединиц   HIF-1α и HIF-3α в ткани сердца старых крыс существенно повышен по сравнению со взрослыми. В условиях радиационно - обусловленного стресса, выбранная нами модель ИГТ, использовавшаяся перед облучением, приводила к противоположной реакции системы транскрипционного фактора HIF облученных животных в зависимости от возраста: у взрослых крыс - значительно её активировала, у старых - существенно угнетала.