Половой диморфизм возрастных изменений функциональной активности и экспрессии классических калиевых каналов внутреннего выпрямления Kir2 в аорте и сердце крыс

Аннотация

Актуальность. Биологическое старение признано наиболее значимым фактором риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, которые остаются ведущей причиной смертности в мире. Исследования механизмов старения приобретают особую актуальность, поскольку с каждым годом увеличивается число людей преклонного возраста. До сих пор существуют значительные пробелы в понимании процессов, лежащих в основе старения сосудов и сердца, и практически отсутствуют данные о влиянии половой принадлежности к развитию возраст-ассоциированной патологии. В последние годы активно проводятся исследования роли ионных каналов в развитии различных заболеваний. Значительный прогресс достигнут в понимании вклада классических калиевых каналов внутреннего выпрямления Kir2.x в регуляцию сократимости сосудов и миокарда в норме, но нет четких представлений об их причастности к развитию возрастной патологии. Отсутствуют данные о половых особенностях возрастных изменений свойств этих каналов. Цель исследования – оценка влияния возраста и пола животных на функциональную активность и экспрессию Kir2.1 и Kir2.4 каналов в аорте и сердце крыс.  

Методика. Исследования проводили на молодых (3 мес) и возрастных (18 мес) крысах самцах и самках породы Вистар. Силу сокращения изолированных фрагментов грудного отдела аорты измеряли в изометрическом режиме. Экспрессию генов Kcnj2 и Kcnj14 соответственно Kir2.1 и Kir2.4 каналов в аорте и в различных отделах сердца оценивали с помощью количественной полимеразной цепной реакции.

Результаты. Инкубация сосудов с блокатором Kir2.x каналов BaCl₂ (100 мкМ) приводила к усилению сократительной реакции аорты молодых крыс обоего пола в ответ на воздействие возрастающих концентраций серотонина (10^-7-10^-5 М). Установлено, что в процессе старения у крыс самцов уменьшается вклад Kir2 каналов в формирование базального тонуса аорты, но сохраняется их причастность к реализации механизма отрицательной обратной связи, активируемого воздействием вазоконстрикторов. В отличие от самцов, в аорте самок Kir2 каналы не участвуют в регуляции базального тонуса. В процессе старения у самок утрачивается вовлеченность Kir2 каналов в отрицательную регуляцию сократительных ответов аорты. В аорте старых самцов уровень экспрессии генов Kcnj2 и Kcnj14 оставался неизменным, в то время как у самок наблюдалось двукратное снижение содержания мРНК каналов Kir 2.4. Установлено, что по сравнению с самками сердце самцов наиболее подвержено возрастным изменениям на уровне экспрессии генов Kcnj2 и Kcnj14 каналов Kir2.1 и Kir2.4.

Заключение. Полученные данные позволяют предположить, что у особей женского пола в преклонном возрасте большая степень риска развития артериальной гипертензии, в то время как у мужского – патологии сердца. Выявленные половые различия следует учитывать при использовании модуляторов Kir2 каналов в качестве терапевтических средств коррекции сердечно-сосудистых заболеваний в старости.