The pattern of the NOS isoforms expression in arcuate nucleus of hypothalamus in experimental hypertension

Abstract

In is known, that one of the main regulators of the blood pressure (BP) is hypothalamus. The efficiency of the BP regulation in a changeable environment is dependable on its coherence and coordination. This intrahypothalamic coordinator is an arcuate nucleus. One of the main conditions of the proper neuronal function is combination of their functional stability and plasticity, which is strictly dependable on adequate blood supply, metabolic and trophic processes. One of the key regulators of the above mentioned features is nitric oxide (NO). The purpose was to establish the pathogenetic link of NO synthases isoforms imbalance in Arc of hypothalamus with formation of hypertension in etiologically different models of essential hypertension (SHR) and endocrine-saline model (ESM). Materials and methods. Study was conducted on 48 mature male rats with weight of 250–270 gram and age of 13–14 months, which were allocated into 3 experimental groups of 16 animals: the 1st group was control with Wistar rats; the 2nd group comprised of Wistar rats with ESM and the 3rd was made of SHR. Results. Formation of the hypertension in ESM and SHR rats led to similar changes of the pattern of NOS isoforms expression. We found the significant increase of the IRM content to nNOS and iNOS, but decrease to eNOS. In the same time, the constitutive isoforms concentration (nNOS and eNOS) was significantly lower compared with control group, and iNOS concentration in both groups with hypertension was higher than in control group (6 % and 9 %, p < 0.05, respectively). Conclusions: In rats with normal BP in Arc, the most expressed NOS isoform was the endothelial one. We found the typical changes in the pattern of the NOS isoforms allocation. We also found the increase of the content of all isoforms with the decrease of the concentration of constitutional ones (nNOS and eNOS), but the increase of the iNOS concentration. Відомо, що основним центральним регулятором артеріального тиску (АТ) є гіпоталамус та його ядра. Від злагодженості та скоординованості їхніх дій залежатиме ефективність регуляції артеріального тиску в умовах, що змінюються. Таким внутрішньогіпоталамічним координатором є аркуатне ядро. Важливою умовою ефективності роботи нейронів у структурі є поєднання функціональної стабільності з пластичністю нейрональних процесів, що забезпечується адекватним кровопостачанням, обмінними та трофічними процесами. Одним із ключових регуляторів описаних вище процесів у ЦНС є оксид азоту (NO). Мета роботи – встановити патогенетичний зв’язок дисбалансу ізоформ NOS в АрЯ гіпоталамуса з формуванням артеріальної гіпертензії при етіологічно різних її моделях – есенціальній (щури лінії SHR) та ендокринно-сольовій (ЕСГ). Матеріали та методи. Дослідження здійснили на 48 статевозрілих щурах-самцях масою 250–270 г, віком 13–14 місяців, які були поділені на три експериментальні групи по 16 тварин у кожній: 1 контрольна – щури лінії Wistar, 2 – щури лінії Wistar з ендокринно-сольовою моделлю гіпертензії; 3 – щури лінії SHR зі спонтанною гіпертензією. Результати. Сформована АГ у щурів лінії SHR і ЕСГ призводила до однакових змін у патерні експресії ізоформ NOS. Спостерігалося вірогідне збільшення вмісту ІРМ до nNOS та iNOS, але зниження його до еNOS. При цьому концентрації конститутивних ізоформ ферменту nNOS та еNOS ставали вірогідно нижчими, ніж у контролі, а концентрація iNOS в обох групах з АГ перевищила значення щурів із нормальним артеріальним тиском на 9 % (p < 0,05) у SHR і в щурів з ЕСГ – на 6 % (p < 0,05). Висновки. У щурів із нормальним артеріальним тиском в АрЯ гіпоталамуса найбільш представленою з ізоформ є ендотеліальна форма ферменту. При різних за етіологічним фактором АГ (есенціальна або ендокринно-сольова) в АрЯ гіпоталамуса спостерігаються однотипні зміни в патерні розподілу ізоформ NOS. Характерно збільшення вмісту у структурі ядра всіх трьох форм ферменту зі зниженням концентрації ІРМ до конститутивних ізоформ nNOS та еNOS, але збільшенням її до iNOS.