Effect of different concentrations of lithium chloride on p-GSK-3β content in a model of ischemic stroke
Authors: Черпаков Р.А. , Кузовлев А.Н. , Макаревич Д.Г. , Лобанов А.В. , Ершов А.В. , Гребенчиков О.А. 
Published: January 2022

Введение. В современном мире проблема инсультов постепенно выходит на лидирующие позиции. Отсутствие эффективных медикаментозных методов коррекции острого нарушения мозгового кровообращения приводит к необходимости поиска новых препаратов с нейропротекторным потенциалом, способных если не предотвратить, то значимо минимизировать последствия и тяжесть ишемического инсульта. Цель исследования - оценка влияния различных доз хлорида лития на фосфорилирование GSK-3β и выживаемость животных на модели ишемического инсульта. Методика. В исследовании были использованы беспородные крысы - самцы, разделённые на 5 групп: ложнооперированные (n=9), контрольная группа (ишемический инсульт с введением раствора NaCl 0,9% в объеме, эквивалентном вводимым лекарственным средствам в других группах, n=5), и группы с введением хлорида лития в дозах 4,2 мг/кг (n=5), 21 мг/кг (n=5) и 63 мг/кг (n=5). Ишемический инсульт моделировали по методу Лонга. По истечении 7 сут от начала эксперимента животные подвергались гуманной эвтаназии с извлечением головного мозга и дальнейшим определением уровня фосфорилированной формы GSK-3β (p-GSK-3β) методом вестерн-блоттинга. Нейропротекторный эффект солей лития реализуется благодаря прямому ингибированию ключевой киназы аптотического механизма клеточной сигнализации - гликоген-синтазы киназы-3β (GSK-3β) с переводом её в фосфорилированую форму (p-GSK-3β). На 7-е сут также был проведен анализ показателей летальности в группах. Для множественных сравнений рассчитывали критический уровень значимости при использовании поправки Бонферрони. Результат. Хлорид лития в дозе 4,2 мг/кг оказывал минимальное влияние как на уровень p-GSK-3β (p=0,8), так и на летальность по отношению к контрольной группе (p>0,017). Доза 21 мг/кг, в свою очередь, значимо повышала уровень p-GSK-3β (p=0,008), но не снижала летальность (p>0,017) по отношению к группе контроля. При использовании дозировки 63 мг/кг уровень p-GSK-3β был максимально приближен к группе ложнооперированных животных (p=0,007), а летальность на 7 сут была значимо ниже (p>0,017). Заключение. Хлорид лития обладает отчётливым дозозависимым нейропротекторным эффектом. Нейропротекторный эффект солей лития реализуется благодаря прямому ингибированию ключевой киназы аптотического механизма клеточной сигнализации - гликоген-синтазы киназы-3β (GSK-3β) с переводом её в фосфорилированую форму (p-GSK-3β) Реализация нейропротекторного эффекта данного препарата потенциально способна улучшить прогнозы течения ишемического инсульта.

Background. Ischemic stroke is becoming a major medical concern worldwide. Reasons for this include the aging population, which experiences an increasing frequency of cardiovascular problems. Additionally, social factors, e.g., smoking, fatigue, substance abuse, lead to strokes in young and middle-aged people. The lack of effective medical methods for correcting acute cerebral circulatory disorders underscores the need for new drugs whose neuroprotective potential can prevent or significantly minimize the consequences and severity of ischemic stroke. Aim. To evaluate the effect of different doses of lithium chloride on GSK-3ß phosphorylation and on animal survival in a model of ischemic stroke. Methods. 29 male rats were divided into five groups: Sham-operated (n=9); control, ischemic stroke with administration of a volume of 0.9% NaCl solution equivalent to the volume of the administered drugs in other groups (n=5); and groups with administration of lithium chloride at doses of 4.2 mg/kg (n=5), 21 mg/kg (n=5), and 63 mg/kg (n=5). Ischemic stroke was produced by the Long method. After 7 days, the animals were subjected to humane euthanasia. The brain was excised, and the phosphorylated form of GSK-3β (p-GSK-3β) was measured by Western blotting. The neuroprotective effect of lithium salts occurs due to a direct inhibition of the key kinase of the apoptotic mechanism of cell signaling, glycogen-synthase kinase (GSK-3β), that is transformed into a phosphorylated form. Also, the group mortality rates were analyzed on day 7. For multiple comparisons, a critical level of significance was calculated using the Bonferroni correction. Results. Lithium chloride, 4.2 mg/kg, had a minimal effect on both p-GSK-3ß (p=0.8) and mortality compared to the control group (p>0.017). A dose of 21 mg/kg significantly increased p-GSK-3ß (p=0.008), but did not reduce mortality (p>0.017), relative to the control group. At a dose of 63 mg/kg, p-GSK-3ß was similar to that of the sham operated animals (p=0.007), and the mortality on day 7 was significantly lower (p>0.017). Conclusion. Lithium chloride produces a dose-dependent, neuroprotective effect. This protective effect occurs due to a direct inhibition of the key kinase of the apoptotic mechanism of cell signaling, glycogen-synthase kinase (GSK-3β), that is transformed into a phosphorylated form. This neuroprotection is potentially able to improve the prognosis of ischemic stroke.