Влияние и механизмы воздействия кверцетина на артериальное давление, микробиоту кишечника и ремоделирование желудочков у спонтанно гипертензивных крыс
В настоящее время показатели заболеваемости и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в Китае продолжают расти. Согласно исследованиям, в настоящее время число больных сердечно-сосудистыми заболеваниями в Китае оценивается в 290 миллионов человек, из которых 245 миллионов страдают от гипертонии, которая также является одним из основных факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний и несет тяжелое бремя для семей и страны. Все больше исследований показывают, что гипертония связана с дисбалансом кишечной микробиоты, но ее конкретный механизм до сих пор неясен и требует дальнейшего изучения. Современные исследования показали, что Toll-подобный рецептор 4 (TLR4) связан с гипертонией и ремоделированием желудочков. Основным лигандом для TLR4 являются липополисахариды, а связывание TLR4 с лигандами может активировать ядерный фактор каппа B (NF - κ B), что приводит к высвобождению факторов воспаления и способствует воспалительному повреждению эндотелиальных клеток, дисфункции сосудов и ремоделированию, участвуя в ремоделировании желудочков. А дисбиоз микробиоты кишечника может катализировать иммунные реакции. Кверцетин - флавоноидное соединение, широко представленное в цветах, листьях и плодах растений. Существующие исследования показали, что кверцетин обладает такими эффектами, как снижение артериального давления, антиоксидантное, противовоспалительное и регулирующее иммунную функцию действие. В настоящее время существует ограниченное количество исследований о влиянии кверцетина на гипертоническое ремоделирование желудочков через микробиоту кишечника. Цель данного эксперимента - изучить влияние и механизмы воздействия кверцетина на артериальное давление, микробиоту кишечника и ремоделирование желудочков у спонтанно гипертензивных крыс (SHR).

В этом эксперименте 8 крыс Вистар Киото были использованы в качестве контрольной группы (WKY), а 24 крысы SHR были случайным образом разделены на модельную группу (SHR), группу беназеприла (Ben) и группу кверцетина (Que). Они получали пероральный прием препарата и измеряли артериальное давление. Через 8 недель определяли концентрацию Toll-подобного рецептора 4 (TLR4) и NF - κ B p65 в сыворотке крови методом ИФА, а микробиоту кишечника - методом 16S-V4 секвенирования; рассчитывали индекс массы сердца и индекс массы левого желудочка, наблюдали фиброз миокарда методом окрашивания фуксином пикриновой кислоты и рассчитывали CVF; для определения уровня белка и мРНК TLR4 в ткани миокарда использовали Вестерн-блот и RT-PCR.

Гипертония - распространенное и часто встречающееся в Китае заболевание, которое является результатом воздействия множества факторов, таких как генетика и окружающая среда. Она является важным фактором риска развития сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваний и может повреждать такие важные органы, как сердце, мозг и почки, приводя к множественной органной недостаточности. Гипертония и чрезмерная нагрузка на сердце, а также активация ренин-ангиотензин-альдостероновой системы могут стимулировать гипертрофию клеток миокарда и интерстициальный фиброз, приводя к гипертрофии и расширению левого желудочка, ремоделированию желудочков, что в дальнейшем вызывает ишемию миокарда, сердечную недостаточность и т.д. Принося тяжелое экономическое бремя семьям и стране. Процесс развития заболевания у SHR схож с первичной гипертензией у человека. Ремоделирование желудочков включает гипертрофию миокарда и фиброз миокарда. Индекс массы левого желудочка может отражать гипертрофию миокарда, а CVF - фиброз миокарда. Предыдущие исследования показали, что кверцетин обладает важными физиологическими эффектами, такими как противовоспалительный, сжигание свободных радикалов и вазодилатация. В данном эксперименте на модели SHR изучались эффекты и механизмы воздействия кверцетина на артериальное давление, ремоделирование желудочков и микробиоту кишечника.

Результаты этого исследования показали, что у SHR были выше артериальное давление, индекс массы сердца, индекс массы левого желудочка и CVF по сравнению с WKY, что свидетельствует о ремоделировании желудочков. После лечения кверцетином спонтанно гипертензивных крыс артериальное давление снизилось, а индекс массы сердца, индекс массы левого желудочка и CVF улучшились, что указывает на то, что кверцетин может снижать артериальное давление и улучшать ремоделирование желудочков. Однако его эффект слабее, чем у ингибитора ангиотензин-превращающего фермента беназеприла. Однако значения CVF в каждой группе были относительно небольшими. После применения кверцетина наблюдалось улучшение CVF по сравнению с SHR, но разница не была статистически значимой. Учитывая, что размер выборки может быть относительно небольшим и связан со временем вмешательства препарата, дальнейшие исследования можно провести, увеличив размер выборки или продлив время вмешательства препарата.

В настоящее время на животных моделях и в клинических исследованиях было подтверждено, что микробиота кишечника и ее метаболиты участвуют в возникновении и развитии гипертонии. Поэтому ожидается, что вмешательство в микробиоту кишечника для лечения гипертонии станет потенциальной терапевтической мишенью для гипертонии. Однако ее конкретный механизм нуждается в дальнейшем изучении. В настоящее время исследования показали, что микробиота кишечника человека состоит в основном из Firmicutes и Bacteroidetes. Дисбиоз микробиоты кишечника характеризуется аномальными функциональными и структурными соотношениями микробиоты кишечника, обычно измеряемыми F/B. Предыдущие исследования показали, что у спонтанно гипертензивных крыс, гипертензивных крыс, индуцированных ангиотензином II, и пациентов с гипертензией наблюдается дисбиоз микробиоты кишечника, при этом значительно увеличивается F/B и снижается богатство и разнообразие микробиоты кишечника. После пересадки содержимого кишечника WKY в SHR наблюдалось снижение артериального давления, но оно не было статистически значимым; после пересадки содержимого кишечника SHR, подверженных инсульту, в WKY, у последних повышалось артериальное давление и значительно увеличивалось F/B. Недавние исследования показали, что после пересадки кала от пациентов с гипертонией стерильным мышам у них повышалось артериальное давление, что указывает на то, что микробиота кишечника играет решающую роль в развитии гипертонии. Результаты данного исследования показали, что соотношение F/B у SHR было выше, чем у WKY, а богатство микробиоты кишечника было значительно снижено со статистической значимостью. Разнообразие микробиоты кишечника также было снижено, но разница не была статистически значимой. Считается, что размер выборки может быть увеличен для дальнейших исследований. После лечения спонтанно гипертензивных крыс кверцетином в этом исследовании значения F/B у крыс снизились, а богатство и разнообразие кишечной микробиоты улучшилось, что было сопоставимо с эффектом беназеприла. Это указывает на то, что кверцетин оказывает регулирующее действие на микробиоту кишечника, что может способствовать дальнейшему снижению артериального давления и улучшению ремоделирования желудочков за счет модуляции микробиоты кишечника.

TOLL-подобные рецепторы - это семейство рецепторов, экспрессирующихся на клеточных мембранах, с помощью которых иммунная система распознает микроорганизмы и опосредует как врожденный, так и приобретенный иммунитет. У млекопитающих TLR синтезируются и транспортируются в эндоплазматическом ретикулуме к плазматической или эндосомальной мембране клеток. TLR высоко экспрессируются в кардиомиоцитах, причем TLR4 ассоциируется с первичной гипертензией. Основным лигандом TLR4 являются липополисахариды. Когда TLR4 связывается со своим лигандом, он может активировать NF - κ B, что приводит к большому выбросу факторов воспаления и способствует развитию воспалительной реакции. Эндотоксины - это вещества, содержащие липополисахариды, вырабатываемые грамотрицательными (G -) бактериями. Дисбаланс микробиоты кишечника может увеличивать количество эндотоксинов, поступающих в кровь, запуская иммунные воспалительные реакции. Исследование Cani et al. показало, что при диете с высоким содержанием жиров в кишечнике увеличивается выработка липополисахаридов G-бактериями, что провоцирует системное воспаление. Исследование показало, что активация TLR4 может приводить к повышению артериального давления, воспалительной реакции низкого уровня и дисфункции сосудов. Путь TLR4/NF - κ B является ключевым для развития гипертонии и воспаления сосудов. У мышей с дефицитом TLR4 повышение уровня реактивных видов кислорода и активности NADPH-оксидазы, вызванное ангиотензином II, значительно снижалось, но не влияло на артериальное давление. Ангиотензин II стимулирует TLR4 через рецепторы ангиотензина II типа 1, продуцируя воспалительные цитокины и окислительный стресс, воздействуя на кровеносные сосуды, почки и центральную нервную систему, что способствует развитию гипертонии. Существуют также исследования, показывающие, что ингибиторы NF - κ B не только подавляют активацию NF - κ B, но и снижают экспрессию TLR4 и содержание AngII. TLR4/NF - κ B опосредованная воспалительная сигнализация и окислительный стресс участвуют в возникновении и развитии ремоделирования левого желудочка. Eisler et al. обнаружили, что обычные дозы рамиприла могут только снижать артериальное давление у гипертензивных крыс и не влияют на экспрессию TLR4 в миокарде, в то время как высокие дозы не только снижают артериальное давление, но и уменьшают экспрессию TLR4 в миокарде, что указывает на то, что снижение экспрессии TLR4 может зависеть не только от снижения артериального давления, но и быть обусловлено прямым воздействием препарата на него. Исследования показали, что у мышей с неалкогольной жировой болезнью печени, вызванной диетой с высоким содержанием жиров, кверцетин может улучшать показатели F/B, облегчать дисбиоз, снижать экспрессию TLR4/NF - κ B в печени и играть защитную роль в печени. Кверцетин может снижать регуляцию сигнального пути TLR4/NF - κ B, опосредованного липополисахаридами, путем усиления экспрессии Toll-взаимодействующих белков. Результаты этого экспериментального исследования показали, что кверцетин может снижать экспрессию TLR4 и NF - κ B p65 в сыворотке SHR, а также снижать экспрессию белка и мРНК TLR4 в ткани миокарда. Результаты этого исследования позволяют предположить, что кверцетин может улучшать микробиоту кишечника, снижать выработку липополисахарида, снижать экспрессию TLR4/NF - κ B p65, ослаблять иммунные воспалительные реакции, тем самым улучшая сосудистую дисфункцию и ремоделирование, а в конечном итоге снижая артериальное давление и улучшая ремоделирование желудочков.

Таким образом, данный эксперимент показал, что применение кверцетина у SHR может снизить артериальное давление и улучшить ремоделирование желудочков, возможно, за счет регуляции микробиоты кишечника и снижения уровня TLR4/NF - κ B-пути. Это создает определенную экспериментальную основу для клинического применения кверцетина.