Hypoxic preconditioning reduces ceramide formation, TNFα levels, and TNFR1 expression in the rat brain in acute cerebral ischemia

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

To study changes in the concentration of ceramide, the main enzymes involved in its biosynthesis, as well as TNFα and TNFR1 expression in the rat brain in acute cerebral ischemia (ACI) and hypoxic preconditioning (HP); to evaluate the relationship of these factors with animal survival and neurological deficit. Experiments were performed on 37 male white nonlinear rats weighing 180–230 g. ACI was modeled by irreversible ligation of the left common carotid artery with simultaneous reversible ligation of the right common carotid artery. The animals were divided into 3 groups: Group 1 – sham operated, Group 2 – rats with ACI, Group 3 – animals with ACI and HP. On the 3rd day of monitoring, neurologic deficit was assessed using the Garcia scale; changes in TNFα and TNFR1, ceramide, serinpalmitoyltransferase, ceramide synthase, acidic and neutral sphingomyelinases were evaluated using immunofluorescence microscopy. ACI led to increased production of ceramide in the brain with elevated levels of all enzymes studied, and was also accompanied by higher levels of TNFα and expression of its receptor TNFR1. HP contributed to the reduction of these effects: the levels of ceramide and sphingomyelinases, TNFα and TNFR1 were suppressed, the neurological deficit became less severe, and the survival of animals was improved in comparison with ACI. HP has shown its effectiveness as a method to reduce the severity of neurological disorders and increase the survival of experimental animals, to prevent changes in proinflammatory factors and ceramide level by the decrease of the main enzymes of its synthesis.

Sobre autores

P. Gerasimov

Izhevsk State Medical Academy, Ministry of Health of the Russian Federation

Email: machaon20@yahoo.com
Izhevsk, Russia

V. Protopopov

Izhevsk State Medical Academy, Ministry of Health of the Russian Federation

Izhevsk, Russia

I. Bryndina

Izhevsk State Medical Academy, Ministry of Health of the Russian Federation

Izhevsk, Russia

Bibliografia

  1. Bush CK, Kurimella D, Cross LJS, Conner KR, Martin-Schild S, He J, Li C, Chen J, Kelly T (2016) Endovascular Treatment with Stent-Retriever Devices for Acute Ischemic Stroke: A Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. PLoS One 11: e0147287. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0147287
  2. Maida CD, Norrito RL, Rizzica S, Mazzola M, Scarantino ER, Tuttolomondo A (2024) Molecular Pathogenesis of Ischemic and Hemorrhagic Strokes: Background and Therapeutic Approaches. IJMS 25: 6297. https://doi.org/10.3390/ijms25126297
  3. Liu X, Sheng R, Qin Z (2009) The neuroprotective mechanism of brain ischemic preconditioning. Acta Pharmacol Sin 30: 1071–1080. https://doi.org/10.1038/aps.2009.105
  4. Nawashiro H, Tasaki K, Ruetzler CA, Hallenbeck JM (1997) TNF-α Pretreatment Induces Protective Effects against Focal Cerebral Ischemia in Mice. J Cereb Blood Flow Metab 17: 483–490. https://doi.org/10.1097/00004647-199705000-00001
  5. Huang J, Upadhyay UM, Tamargo RJ (2006) Inflammation in stroke and focal cerebral ischemia. Surg Neurol 66: 232–245. https://doi.org/10.1016/j.surneu.2005.12.028
  6. Mohamud Yusuf A, Zhang X, Gulbins E, Peng Y, Hagemann N, Hermann DM (2024) Signaling roles of sphingolipids in the ischemic brain and their potential utility as therapeutic targets. Neurobiol Disease 201: 106682. https://doi.org/10.1016/j.nbd.2024.106682
  7. Ouro A, Correa-Paz C, Maqueda E, Custodia A, Aramburu-Núñez M, Romaus-Sanjurjo D, Posado-Fernández A, Candamo-Lourido M, Alonso-Alonso ML, Hervella P, Iglesias-Rey R, Castillo J, Campos F, Sobrino T (2022) Involvement of Ceramide Metabolism in Cerebral Ischemia. Front Mol Biosci 9: 864618. https://doi.org/10.3389/fmolb.2022.864618
  8. Goodman Y, Mattson MP (1996) Ceramide Protects Hippocampal Neurons Against Excitotoxic and Oxidative Insults, and Amyloid β-Peptide Toxicity. J Neurochem 66: 869–872. https://doi.org/10.1046/j.1471-4159.1996.66020869.x
  9. Ma R, Xie Q, Li Y, Chen Z, Ren M, Chen H, Li H, Li J, Wang J (2020) Animal models of cerebral ischemia: A review. Biomed Pharmacother 131: 110686. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2020.110686
  10. Ruan J, Yao Y (2020) Behavioral tests in rodent models of stroke. Brain Hemorrhages 1: 171–184. https://doi.org/10.1016/j.hest.2020.09.001
  11. Кулинский ВИ, Минакина ЛН, Гаврилина ТВ (2002) Нейропротекторный эффект гипоксического прекондиционирования: феномен и механизмы. Бюл эксп биол мед 133: 237–240. [Kulinskii VI, Minakina LN, Gavrilina TV (2002) Neuroprotective effect of hypoxic preconditioning: phenomenon and mechanisms. Bul Exp Biol Med 133: 202–204]. https://doi.org/10.1023/A1015575628235
  12. Clausen BH, Wirenfeldt M, Høgedal SS, Frich LH, Nielsen HH, Schrøder HD, Østergaard K, Finsen B, Kristensen BW, Lambertsen KL (2020) Characterization of the TNF and IL-1 systems in human brain and blood after ischemic stroke. Acta Neuropathol Commun 8: 81. https://doi.org/10.1186/s40478-020-00957-y
  13. McDonough A, Weinstein JR (2018) Correction to: Neuroimmune Response in Ischemic Preconditioning. Neurotherapeutics 15: 511–524. https://doi.org/10.1007/s13311-017-0580-5
  14. Fan X, Wang H, Zhang L, Tang J, Qu Y, Mu D (2021) Neuroprotection of hypoxic/ischemic preconditioning in neonatal brain with hypoxic-ischemic injury. Rev Neurosci 32: 23–34. https://doi.org/10.1515/revneuro-2020-0024
  15. He X, Schuchman EH (2018) Ceramide and Ischemia/Reperfusion Injury. J Lipids 2018: 1–11. https://doi.org/10.1155/2018/3646725
  16. Otsuka S, Sakakima H, Sumizono M, Takada S, Terashi T, Yoshida Y (2016) The neuroprotective effects of preconditioning exercise on brain damage and neurotrophic factors after focal brain ischemia in rats. Behav Brain Res 303: 9–18. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2016.01.049

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».