vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2026-407-06-79-86vetpress-4215Research ArticleВЕТЕРИНАРИЯVETERINARY MEDICINEИсследование динамики экспрессии генов антиоксидантных ферментов в тканях мозга и сердца крыс после воздействия острой нормобарической гипоксииStudy of the dynamics of gene expression of antioxidant enzymes in the brain and heart tissues of rats after exposure to acute normobaric hypoxiaМакарова-ГорбачеваЕ. В.Makarova-GorbachevaE. V.

Екатерина Валерьевна Макарова-Горбачева, старший преподаватель

ул. им. Чкалова, д. 100, г. Самара, 443099

Ekaterina Valerievna Makarova-Gorbacheva, senior lecturer

100 Chkalova st., Samara, 443099

fedotova.nat@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8055-1958ПавловаО. Н.PavlovaO. N.

Ольга Николаевна Павлова, доктор биологических наук, доцент, заведующий кафедрой физиологии

ул. Чапаевская, 89, Самара, 443099

Olga Nikolayevna Pavlova, Doctor of Biological Sciences, Associate Professor Head of the Department of Physiology

89 Chapaevskaya st., Samara, 443099

casiopeya13@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6338-7095ГуленкоО. Н.GulenkoO. N.

Ольга Николаевна Гуленко, кандидат биологических наук, доцент 

ул. Чапаевская, 89, Самара, 443099

Olga Nikolayevna Gulenko, Candidate of Biological Sciences, Associate Professor 

89 Chapaevskaya st., Samara, 443099

gulenko_ol@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5482-3075ЛукенюкЕ. В.LukenyukE. V.

Елена Викторовна Лукенюк, кандидат технических наук, доцент

ул. Свободы, 2 В, Самара, 443066

Elena Viktorovna Lukenyuk, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

2 V Svobody st. Samara, 443066

e.lukenuk@samgups.ruhttps://orcid.org/0009-0001-1005-1472БалиевГ. Б.BalievG. B.

Гайрат Баходирович Балиев, студент 

ул. Чапаевская, 89, Самара, 443099

Gayrat Bakhodirovich Baliev, student

89 Chapaevskaya st., Samara, 443099

gayratov.g@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0005-8708-1660СысоеваА. Д.SysoevaA. D.

Анастасия Дмитриевна Сысоева, студент

ул. Чапаевская, 89, Самара, 443099

Anastasia Dmitrievna Sysoeva, student

89 Chapaevskaya st., Samara, 443099

vika.beretta@list.ruhttps://orcid.org/0009-0008-4165-1420ЗурначянА. Б.ZurnachyanA. B.

Ани Барсамовна Зурначян, студент

ул. Чапаевская, 89, Самара, 443099

Ani Barsamovna Zurnachyan, student 

89 Chapaevskaya st., Samara, 443099

zurnachyana@icloud.comhttps://orcid.org/0009-0003-1925-5601СветкинаА. С.SvetkinaA. S.

Анастасия Сергеевна Светкина, студент

ул. Чапаевская, 89, Самара, 443099

Anastasia Sergeevna Svetkina, student

89 Chapaevskaya st., Samara, 443099

SvetkinaAn@mail.ruЧастное учреждение образовательная организация высшего образования «Медицинский университет “Реавиз”»РоссияPrivate educational institution of higher education «Medical University «REAVIZ»Russian FederationСамарский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияSamara State Medical University of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian FederationПриволжский государственный университет путей сообщенияРоссияVolga Region State University of Railway TransportRussian Federation202604072026067986Copyright © Макарова-Горбачева Е.В., Павлова О.Н., Гуленко О.Н., Лукенюк Е.В., Балиев Г.Б., Сысоева А.Д., Зурначян А.Б., Светкина А.С., 20262026Макарова-Горбачева Е.В., Павлова О.Н., Гуленко О.Н., Лукенюк Е.В., Балиев Г.Б., Сысоева А.Д., Зурначян А.Б., Светкина А.С.Makarova-Gorbacheva E.V., Pavlova O.N., Gulenko O.N., Lukenyuk E.V., Baliev G.B., Sysoeva A.D., Zurnachyan A.B., Svetkina A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/4215Актуальность

Актуальность. Перинатальная гипоксия — состояние, характеризующееся дефицитом кислорода в организме плода или новорожденного. Актуальность проблемы пренатальной гипоксии и ее долгосрочных эффектов связана с механизмами возникновения множества патологических состояний, в которых важную роль играет окислительный стресс. Цель — изучить динамику экспрессии м-РНК генов антиоксидантных ферментов в тканях мозга и сердца крыс после воздействия острой нормобарической гипоксии для выявления общих патофизиологических механизмов повреждения органов при неонатальной гипоксии, актуальных для ветеринарной неонатологии и сравнительной па тологии.

Методы

Методы. Работа проводилась на крысах обоего пола линии Wistar (20 половозрелых самок и 10 половозрелых самцов, которые поровну по принципу рандомизации были разделены на 2 группы и от них было получено потомство). 1 группа — контроль, а животным 2 группы моделировали состояние недоношенной беременности человека: воздействие острой нормобарической гипоксии на крысят на вторые постнатальные сутки и впоследствии оценивали экспрессию мРНК генов Sod1, Cat, GPX1 и GSR в тканях мозга и сердца методом ПЦР-РВ.

Результаты

Результаты. Установлено увеличение экспрессии мРНК генов Sod1, Cat и GSR в тканях мозга и сердца самцов и самок крыс сразу после воздействия ОНГ, а затем, через 1 сутки, 7 и 14 суток после воздействия ОНГ установлено снижение экспрессии генов, а в отношении мРНК гена GPX1 наблюдалась обратная динамика. Такая динамика отражает смену острой реакции на гипоксию (стадия тревоги) фазой долговременной адаптации.

Relevance

Relevance. Perinatal hypoxia is a condition characterized by oxygen deficiency in the body of the fetus or newborn. The relevance of prenatal hypoxia and its long-term effects is associated with the mechanisms underlying numerous pathological conditions in which oxidative stress plays a significant role. The aim of this study was to investigate the dynamics of mRNA expression of antioxidant enzyme genes in rat brain and heart tissue after exposure to acute normobaric hypoxia to identify common pathophysiological mechanisms of organ damage during neonatal hypoxia, which are relevant for veterinary neonatology and comparative pathology.

Methods

Methods. The study was conducted on Wistar rats of both sexes (20 mature females and 10 mature males, which were equally divided into two groups by randomization, and from which offspring were obtained). Group 1 was a control group, while animals in Group 2 simulated the state of human preterm pregnancy: rat pups were exposed to acute normobaric hypoxia on the second postnatal day.

Results

Results. Subsequently, the expression of Sod1, Cat, GPX1, and GSR mRNA in brain and heart tissue was assessed using real-time PCR. An increase in Sod1, Cat, and GSR mRNA expression was observed in the brain and heart tissue of male and female rats immediately after exposure to ANH. Subsequently, a decrease in gene expression was observed 1, 7, and 14 days after exposure to ANH, while the opposite trend was observed for GPX1 mRNA. This trend reflects the transition from the acute response to hypoxia (the alarm stage) to a long-term adaptation phase.

крысымозгсердцеSod1CatGPX1GSRratsheartSod1CatGPX1GSRReferencesАбдулаева Л.М. Влияние хронической гипоксии на формирование перинатальных поражений ЦНС у детей различного гестационного возраста. Актуальные проблемы педиатрии и детской хирургии. Материалы V научнопрактической конференции с международным участием. Махачкала: ДГМУ. 2019; 73–74.EDN VZFRFKAbdulayeva L.M. The impact of chronic hypoxia on the development of perinatal CNS lesions in children of different gestational ages. Current issues in pediatrics and pediatric surgery. Proceedings of the V Scientific and practical conference with international participation. Makhachkala: Dagestan State Medical University. 2019; 73–74 (in Russian).EDN VZFRFKГончарова О.В., Машковцева Е.В., Нарциссов Я.Р. Метаболитная терапия в реабилитации детей с последствиями перинатальной гипоксии. Вопросы практической педиатрии. 2023; 18(2): 102–110.https://doi.org/10.20953/1817-7646-2023-2-102-110Goncharova O.V., Mashkovtseva E.V., Nartsissov Y.R. Metabolic therapy in the rehabilitation of children with the consequences of perinatal hypoxia. Clinical Practice in Pediatrics. 2023; 18(2): 102-110 (in Russian).https://doi.org/10.20953/1817-7646-2023-2-102-110Жуков М.С., Паршин П.А., Алехин Ю.Н., Шапошников И.Т., Бригадиров Ю.Н. Цитокиновый профиль у новорожденных телят, перенёсших антенатальную и интранатальную гипоксию. Международный вестник ветеринарии. 2025; (1): 326–332.https://doi.org/10.52419/issn2072-2419.2025.1.326Zhukov M.S., Parshin P.A., Alekhin Yu.N., Shaposhnikov I.T., Brigadirov Yu.N. Cytokine profile in newborn calves after antenatal and intranatal hypoxia. International Journal of Veterinary Medicine. 2025; (1): 326–332 (in Russian).https://doi.org/10.52419/issn2072-2419.2025.1.326Гречишников В.В., Панин А.И., Панин И.Г., Попов С.А., Пожарская О.А. Профилактика послеродовых патологий у свиней. Эффективное животноводство. 2024; (6): 47–49.EDN OSEWZLGrechishnikov V.V., Panin A.I., Panin I.G., Popov S.A., Pozharskaya O.A. Prevention of postpartum pathologies in pigs. Effektivnoye zhivotnovodstvo. 2024; (6): 47–49 (in Russian).EDN OSEWZLMota-Rojas D., Villanueva-García D., Solimano A., Muns R., Ibarra-Ríos D., Mota-Reyes A. Pathophysiology of Perinatal Asphyxia in Humans and Animal Models. Biomedicines. 2022; 10(2): 347.https://doi.org/10.3390/biomedicines10020347Mota-Rojas D., Villanueva-García D., Solimano A., Muns R., IbarraRíos D., Mota-Reyes A. Pathophysiology of Perinatal Asphyxia in Humans and Animal Models. Biomedicines. 2022; 10(2): 347.https://doi.org/10.3390/biomedicines10020347Самойленко В.С., Лапина А.А., Живодерова А.И., Пушкин С.В., Светлакова Е.В. Комплексный мониторинг и прогнозирование пренатальных нарушений у телят, рожденных от коров с осложненной беременностью. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2025; 17(6-2): 313–327 (на англ. яз.).https://doi.org/10.12731/2658-6649-2025-17-6-2-1549Samoylenko V.S., Lapina A.A., Zhivoderova A.I., Pushkin S.V., Svetlakova E.V. Comprehensive monitoring and prediction of prenatal disorders in calves born from cows with complicated pregnancy. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2025; 17(6-2): 313–327.https://doi.org/.12731/2658-6649-2025-17-6-2-1549.Alonso-Spilsbury M. et al. Perinatal asphyxia pathophysiology in pig and human: A review. Animal Reproduction Science. 2005; 90(1–2): 1–30.https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2005.01.007Alonso-Spilsbury M. et al. Perinatal asphyxia pathophysiology in pig and human: A review. Animal Reproduction Science. 2005; 90(1–2): 1–30.https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2005.01.007Vodolazska D., Feyera T., Lauridsen C. The impact of birth weight, birth order, birth asphyxia, and colostrum intake per se on growth and immunity of the suckling piglets. Scientific Reports. 2023; 13: 8057.https://doi.org/10.1038/s41598-023-35277-3Vodolazska D., Feyera T., Lauridsen C. The impact of birth weight, birth order, birth asphyxia, and colostrum intake per se on growth and immunity of the suckling piglets. Scientific Reports. 2023; 13: 8057.https://doi.org/10.1038/s41598-023-35277-3Карашаев М.Ф. Гемодинамический ответ организма при гипоксическом стрессе. Известия Кабардино-Балкарского государственного аграрного университета им. В.М. Кокова. 2018; (4): 61–64.EDN VXCCJAKarashaev M.F. Hemodynamic response of the organism during hypoxic stress. Izvestiya of Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov. 2018; (4): 61–64 (in Russian).EDN VXCCJAКанаева Е.С., Павлова О.Н., Гуленко О.Н., Сороковикова Т.В., Девяткин А.А. Некоторые аспекты метаболизма липидов в тканях головного мозга и сердца крыс на фоне острой гемической гипоксии при применении антигипоксантов. Аграрная наука. 2025; (3): 36–46.https://doi.org/10.32634/0869-8155-2025-392-03-36-46Kanaeva E.S., Pavlova O.N., Gulenko O.N., Sorokovikova T.V., Devyatkin A.A. Some aspects of lipid metabolism in rat brain and heart tissues against the background of acute hemic hypoxia. Agrarian science. 2025; (3): 36–46 (in Russian).https://doi.org/10.32634/0869-8155-2025-392-03-36-46Канаева Е.С., Павлова О.Н., Гуленко О.Н., Зайцев В.В., Девяткин А.А., Павлова К.А. Исследование обмена неэстерифицированных жирных кислот и кетоновых тел на фоне острой гипоксии разного генеза и нагрузке антигипоксантами. Аграрная наука. 2025; (9): 15–21.https://doi.org/10.32634/0869-8155-2025-398-09-15-21Kanaeva E.S., Pavlova O.N., Gulenko O.N., Zaitsev V.V., Devyatkin A.A., Pavlova K.A. Study of the metabolism of unesterified fatty acids and ketone bodies against the background of acute hypoxia of different genesis and loading with antihypoxants. Agrarian science. 2025; (9): 15–21 (in Russian).https://doi.org/10.32634/0869-8155-2025-398-09-15-21Abuelo A., Hernández J., Benedito J.L., Castillo C. Oxidative stress index (OSi) as a new tool to assess redox status in dairy cattle during the transition period. Animal. 2013; 7(8): 1374–1378.https://doi.org/10.1017/S1751731113000396Abuelo A., Hernández J., Benedito J.L., Castillo C. Oxidative stress index (OSi) as a new tool to assess redox status in dairy cattle during the transition period. Animal. 2013; 7(8): 1374–1378.https://doi.org/10.1017/S1751731113000396Shellenberger N.W., Collinsworth K.K., Subbiah S., Klein D., Neary J.M. Hypoxia induces an increase in intestinal permeability and pulmonary arterial pressures in neonatal Holstein calves despite feeding the flavonoid rutin. Journal of Dairy Science. 2020; 103(3): 2821–2828.https://doi.org/10.3168/jds.2019-17289Shellenberger N.W., Collinsworth K.K., Subbiah S., Klein D., Neary J.M. Hypoxia induces an increase in intestinal permeability and pulmonary arterial pressures in neonatal Holstein calves despite feeding the flavonoid rutin. Journal of Dairy Science. 2020; 103(3): 2821–2828.https://doi.org/10.3168/jds.2019-17289Нечитайло Ю.Н., Годованец А.С. Клинико-молекулярные механизмы родового оксидативного стресса у недоношенных детей. Педиатрия. Восточная Европа. 2021; 9(4): 511–521 (на англ. яз.).https://doi.org/10.34883/PI.2021.9.4.001Nechytailo Yu., Godovanets O. Clinical and Molecular Mechanisms of Labor Oxidative Stress in Premature Infants. Pediatrics. Eastern Europe. 2021; 9(4): 511–521.https://doi.org/10.34883/PI.2021.9.4.001Каримов Д.О. и др. Динамика экспрессии гена супероксиддисмутазы-1 при разных видах лекарственной коррекции токсических нарушений в печени. Гигиена и санитария. 2022; 101(1): 83–86.https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-1-83-86Karimov D.O. et al. Dynamics of superoxide dismutase-1 gene expression in different types of drug correction of toxic disorders in the liver. Hygiene and Sanitation. 2022; 101(1): 83–86 (in Russian).https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-1-83-86Аладьева Т.Л., Зиматкин С.М. Каталаза клетки: строение, биогенез, многообразие, функции. Экспериментальная биология и биотехнология. 2022; (1): 12–22.https://doi.org/10.33581/2957-5060-2022-1-12-22Aladyeva T.L., Zimatkin S.M. Cellular catalase: structure, biogenesis, diversity, functions. Experimental Biology and Biotechnology. 2022; (1): 12–22 (in Russian).https://doi.org/10.33581/2957-5060-2022-1-12-22Муслимова Э.Ф., Реброва Т.Ю., Кужелева Е.А., Гарганеева А.А., Афанасьев С.А. Значимость полиморфного варианта rs1050450 гена глутатионпероксидазы 1 в структуре факторов риска прогрессирования ишемической болезни сердца. Клиническая медицина. 2024; 102(7): 536–541.https://doi.org/10.30629/0023-2149-2024-102-7-536-541Muslimova E.F., Rebrova T.Yu., Kuzheleva E.A., Garganeeva A.A., Afanasyev S.A. The significance of the rs1050450 polymorphic variant of the glutathione peroxidase 1 gene in the structure of risk factors for the progression of coronary artery disease. Clinical Medicine (Russian Journal). 2024; 102(7): 536–541 (in Russian).https://doi.org/10.30629/0023-2149-2024-102-7-536-541Бушуева О.Ю. и др. Ген глутатионредуктазы GSR как возможный ген-кандидат предрасположенности к миоме матки. Медицинская генетика. 2021; 20(3): 41–46.https://doi.org/10.25557/2073-7998.2021.03.41-46Bushueva O.Yu. et al. GSR (glutathione reductase) gene as a possible candidate gene for predisposition to uterine fibroids. Medical Genetics. 2021; 20(3): 41–46 (in Russian).https://doi.org/10.25557/2073-7998.2021.03.41-46Stadlin A., James A., Fiscus R., Wong Y.F., Rogers M., Haines C. Development of a postnatal 3-day-old rat model of mild hypoxicischemic brain injury. Brain Research. 2003; 993(1–2): 101-110.https://doi.org/10.1016/j.brainres.2003.08.058Stadlin A., James A., Fiscus R., Wong Y.F., Rogers M., Haines C. Development of a postnatal 3-day-old rat model of mild hypoxicischemic brain injury. Brain Research. 2003; 993(1–2): 101–110.https://doi.org/10.1016/j.brainres.2003.08.058Bayer S.A., Altman J., Russo R.J., Zhang X. Timetables of neurogenesis in the human brain based on experimentally determined patterns in the rat. Neurotoxicology. 1993; 14(1): 83–144.Bayer S.A., Altman J., Russo R.J., Zhang X. Timetables of neurogenesis in the human brain based on experimentally determined patterns in the rat. Neurotoxicology. 1993; 14(1): 83–144.Xu C.L., Wang Y.Z., Guo J., Liu J.X., Feng J. Comparison of agerelated differences in expression of antioxidant enzyme mRNA and activity in various tissues of pigs. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology. 2007; 147(3): 445–451.https://doi.org/10.1016/j.cbpb.2007.02.007Xu C.L., Wang Y.Z., Guo J., Liu J.X., Feng J. Comparison of agerelated differences in expression of antioxidant enzyme mRNA and activity in various tissues of pigs. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology. 2007; 147(3): 445–451.https://doi.org/10.1016/j.cbpb.2007.02.007Wang F., Liu J., Zeng Q., Zhuoga D. Comparative analysis of long noncoding RNA and mRNA expression provides insights into adaptation to hypoxia in Tibetan sheep. Scientific Reports. 2022; 12: 6597.https://doi.org/10.1038/s41598-022-08625-yWang F., Liu J., Zeng Q., Zhuoga D. Comparative analysis of long noncoding RNA and mRNA expression provides insights into adaptation to hypoxia in Tibetan sheep. Scientific Reports. 2022; 12: 6597.https://doi.org/10.1038/s41598-022-08625-yLiu Y. et al. Comparative analysis of respiratory metabolism, blood physiology, antioxidant capacity, and hypoxia-related gene expression in Snowy White chickens raised at high and low altitudes. Poultry Science. 2025; 104(9): 105378.https://doi.org/10.1016/j.psj.2025.105378Liu Y. et al. Comparative analysis of respiratory metabolism, blood physiology, antioxidant capacity, and hypoxia-related gene expression in Snowy White chickens raised at high and low altitudes. Poultry Science. 2025; 104(9): 105378.https://doi.org/10.1016/j.psj.2025.105378

The authors declare that there are no conflicts of interest present.