Обмеження поживних речовин матері зменшує звуження сонної артерії без збільшення оксиду азоту
Анотація
Внутрішньоматкове обмеження росту (IUGR) передбачає неспроможність плода досягти свого генетичного потенціалу для зростання. Обмеження росту плода суттєво впливає на результат вагітності та стан здоров'я новонароджених, коли плоди IUGR демонструють підвищену смертність новонароджених, захворюваність та недоношеність (1,2). Патофізіологічні процеси, наслідком яких є обмеження росту плода, є різноманітними і різноманітними; у всьому світі однією з причин обмеження росту вважається недоїдання. Популяції людей, вивчені після гострого недоїдання матері під час вагітності, продемонстрували як порушення росту плода, так і довгострокові наслідки для здоров’я дорослих (3–7).
Уражені плоди проходять серцево-судинну адаптацію, щоб зберегти приплив крові до життєво важливих органів, таких як серце, мозок та наднирники, за рахунок периферичних тканин (8,9). Ця адаптація може включати зміни в регіональній реакції судин на судинозвужувальні та розширювальні фактори, що служить для перерозподілу серцевого викиду. Раніше у фетальних овець було продемонстровано, що обмеження поживних речовин матері погіршує ендотеліально-залежну релаксацію та чутливість судин до оксиду азоту в малих артеріях із судинного русла стегна (10,11); однак наслідки недоїдання на функцію артерій, що забезпечують кровотік у мозку, невідомі.
Під час гострої гіпоксії було доведено, що перерозподіл серцевого викиду та підтримка мозкової перфузії частково спричинені оксидом азоту (12–14). Як у плода овець, так і у новонародженої свині, було доведено, що інгібування синтази оксиду азоту за допомогою метилового ефіру N G-нітро-L-аргініну (L-NAME) під час гіпоксії послаблює зміни кровотоку в мікроциркуляції головного мозку (12, 13). Адаптації кровообігу, що відбуваються в судинних руслах мозку у плодів із обмеженим ростом, можуть передбачати специфічні компенсаторні адаптації у шляху синтезу оксиду азоту. Однак невідомо, чи сприяє оксид азоту також підтримці кровотоку мозку плода у відповідь на хронічне недоїдання.
Хоча судинна дисфункція в периферичних артеріях була продемонстрована у новонароджених нащадків гризунів та овець після маніпуляцій материнською дієтою під час вагітності (10,15,16), вплив обмеження поживних речовин матері на судинну реакцію сонної системи плода невідомий. Всебічне розуміння регіональних змін у функції судин, які можуть виникнути після зменшення росту плода, є критичним для розуміння відхилень від регіональних профілів кровотоку, що спостерігаються при вагітності IUGR людини (17–19).
Ми вивчили вплив 50% обмеження поживних речовин матері протягом усієї вагітності на ізольовану функцію сонної артерії у плода щурів пізньої гестації, зосереджуючи особливу увагу на впливі IUGR на судинозвужувальні реакції та модуляцію артеріального тонусу оксидом азоту. Ми висунули гіпотезу, що після обмеження поживних речовин матері реакції сонної артерії на судинозвужувальні засоби будуть зменшені, а модуляція оксиду азоту основного тонусу посилена у плода щура пізньої вагітності.
МЕТОДИ
Тварина модель.
Самки щурів Sprague-Dawley (віком від 12 до 16 тижнів) були спарені. Ранок, в який були виявлені сперми у вагінальному мазку, позначався як 0 день вагітності. З цього моменту часу щурів хаотично клали ad libitum (стандартний лабораторний чау, = 7) або обмеження поживних речовин (12 г на день стандартного чау-чау, що раніше було описано, що становить приблизно 50% середнього щоденного споживання матір’ю під час вагітності у щурів (20), = 6). Щурів зважували на 0 і 20 день вагітності.
Збір тканин.
На 20 день вагітності (термін = 22 д) дамби вбили під хірургічною плоскою анестезією (внутрішньочеревна ін’єкція пентобарбіталу натрію, [Somnotol, MTC Pharmaceuticals, Онтаріо, Канада, 42,25 мг/кг маси тіла]), черевна порожнина була відкрита, і плоди були швидко доставлені шляхом кесаревого розтину та поміщені в холодне середовище Дульбекко. Середовище Дульбекко містило модифіковану основу середовища Дульбекко (Sigma Chemical Co.), доповнене 1 ммоль/л пірувату натрію, 25 ммоль/л бікарбонату натрію, 5 ммоль/л HEPES, 5 ммоль/л глюкози, а також поживні амінокислоти та вітаміни, які покращена життєздатність досліджуваних судин в пробірці (21).
Перші три плоди, доставлені шляхом кесаревого розтину з правого маточного рогу, зважували після видалення плаценти та навколишніх оболонок, а після видалення та зважування органів обезголовлення усереднювали і представляли вагу цих трьох плодів = 1 для кожного посліду. Перші два плоди з лівого маточного рогу були доставлені, обезголовлені та розрізані праві сонні артерії для оцінки функції судин, експерименти проводились на одній артерії від кожного щеня, і результати усереднювались. У той час як сонна артерія є провідниковою судиною, вона раніше використовувалась у видів, у яких судини мозкового опору недоступні через обмеження розміру, для дослідження адаптації судин плода до обмеження росту (22). Це дослідження було схвалено Комітетом з питань політики та догляду за тваринами Університету Альберти з питань охорони здоров’я та проводилось відповідно до керівних принципів Канадської ради з догляду за тваринами.
Міографія під тиском.
Каротидні артерії плода розтинали з сполучної тканини та жиру за допомогою методів, описаних Гальперном та ін. (23). Сонні артерії канюлювали скляними мікропіпетками діаметром від 60 до 80 мкм і надійно зав'язували на кожному кінці. Посудини встановлювали в 2,5-міліметровій ванні для органів, використовуваній разом із системою міографів під тиском (Living Systems Instrumentation Inc., Burlington, VT), яка підтримувала ізобаричний тиск в артерії протягом усього експерименту за допомогою сервокерованого перистальтичного насоса. Ванна в системі міографів була заповнена середовищем Дульбекко (рН 7,4), яке підтримувалося на рівні 37 ° C за допомогою вбудованого мікропроцесорного регулятора температури. Середовище у ванні змінювали з інтервалом у 10 хвилин протягом експерименту. Артерії зображували за допомогою відеокамери, а внутрішній діаметр вимірювали за допомогою відеоаналізатора розмірів у опорних маркерів для забезпечення повторних вимірювань у фіксованих точках.