Биологи РУДН выяснили, чем отличается реакция организма на гипоксию в разном возрасте

Пониженное содержание кислорода (гипоксия) — один из основных факторов, которые могут изменить функциональное состояние всего организма. До некоторой степени организм способен выдержать гипоксию, но если ее сила превышает адаптационные возможности организма, то в тканях начинаются необратимые изменения. Главный «проводник», который определяет уровень адаптации клеток к гипоксии, — белки HIF. До сих пор не было исследований, которые определили бы, как с возрастом меняется активность HIF. Биологи РУДН провели исследования на крысах и определили, что происходит с уровнем этого и других белков при гипоксии в разных возрастных группах.

«Возраст играет важную роль в устойчивости организма к гипоксии. Еще в 1870 году выяснили, что новорожденные животные более устойчивы к низкому уровню кислорода по сравнению со взрослыми. Тем не менее, мало что известно об экспрессии HIF в организмах разного возраста», — доктор биологических наук Анна Косырева, доцент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии РУДН.

Биологи провели эксперимент на крысах (36 особей мужского пола) из разных возрастных категорий :12 новорожденных (два дня от рождения), 12 крыс препубертатного возраста (10 дней) и 12 взрослых (три месяца). 18 крыс всех возрастов поместили в камеру с дефицитом кислорода в условия, соответствующие высоте в 11,5 тысяч метров, и замеряли, через какое время появятся первые признаки асфиксии — удушья. Биологи замерили уровень HIF и других белков у крыс, прошедших барокамеру, и у тех, которые оставались в нормальных условиях.

Самыми чувствительными к гипоксии оказались крысы препубертатного возраста. Им стало не хватать воздуха уже через 30–40 секунд. Взрослым и новорожденным крысам на это потребовалось 60–120 секунд. Количество генов, которые отвечают за HIF, оказалось значительно выше у крыс препубертатного возраста и новорожденных, чем у взрослых особей. А уровень HIF при этом был минимальным у крыс из двух «младших» групп и максимальным — у взрослых. Биологи РУДН объяснили это действием другого белка — PHD2, который вызывает распад HIF

«У препубертатных животных уровень экспрессии гена HIF-1α был значительно выше, чем у взрослых животных. Одновременно активность PHD2 у препубертатных животных была значительно снижена по сравнению с новорожденными крысами, но уровень белка HIF-1α не изменился. В дальнейших исследованиях необходимо выявить дополнительные механизмы, которые определяют регуляцию уровня белка HIF-1α у препубертатных животных. Это исследование даст новое представление о возрастных различиях в устойчивости к гипоксии», — кандидат биологических наук Полина Вишнякова, сотрудник научно-учебной лаборатории медицинских биотехнологий РУДН.

Исследование опубликовано в журнале Heliyon.