Способ оценки повреждения миокарда в условиях перфузии изолированного сердца по методу Лангендорфа

Одним из ведущих механизмов развития тяжёлых сердечно-сосудистых патологий является интенсификация свободнорадикальных процессов. При снижении активности антиоксидантной защиты закономерным является кумуляция свободных радикалов в организме и, как следствие, развитие оксидативного стресса. Регистрация выраженности процессов нарушения эффективности антиоксидантной защиты с последующим развитием оксидативного стресса может послужить новым достоверным методом оценки степени повреждения миокарда.

Цель. Разработать способ оценки степени ишемического и ишемически-реперфузионного повреждения миокарда на основании активности свободнорадикальных процессов в кардиомиоцитах.

Материалы и методы. Вcя экcпeримeнтaльнaя рaбoтa в уcлoвиях in vivo была выполнена нa 50 бeлых бecпoрoдных пoлoвoзрeлых крыcaх-самцах. Проводилась оценка физиологических и морфологических параметров сердец, биохимических показателей и уровня липидной пероксидации перфузата. Изменение уровня липидной  пероксидации перфузата оценивали в простой модельной системе, имитирующей перекисное окисление липидов. Регистрацию свечения проводили на хемилюминомере «ХЛМ-003» (Россия). Для выявления активных форм кислорода использовали люминол (5-амино-2,3-дегидро-4-фталазиндион).

Результаты. При увеличении длительности ишемии и, как следствие, степени повреждения миокарда отмечался рост значений липидной пероксидации, установленных методом хемилюминесценции. При моделировании 30-минутной ишемии формировался некроз, составляющий 8,9% от общего объёма сердца. При увеличении длительности ишемии до 60 мин, зона некроза увеличивалась в 1,4 раза (p <0,05), а светосумма свечения – на 9,4% (p <0,05) относительно 30-минутной ишемии. Максимальное снижение pH регистрировали на 5-й мин реперфузии, а на  10-й мин статистической разницы между исходным и реперфузионным значением уже не наблюдали (7,37 vs 7,04 при p >0,05). В свою очередь показатели активности ферментов цитолиза (лактатдегидрогеназа и креатинкиназа – MB) демонстрировали аналогичную pH тенденцию по росту в первые минуты реперфузии с последующим снижением исходных значений, что, вероятнее всего, связано с «вымыванием» продуктов обмена. При этом цикл «заморозка–хранение (14 сут)–разморозка» не сказывался на показателе активности липидной пероксидации.

Заключение. Новый способ оценки повреждения миокарда в условиях перфузии изолированного сердца по методу Лангендорфа, основанный на применении методики люминол-зависимой железоиндуцированной хемилюминесценции уровня липидной пероксидации перфузата, полученного до и после перфузии изолированного сердца, может стать одним из наиболее эффективных методов оценки нарушения структуры миокарда.

1. Roger V.L. Epidemiology of heart failure: A contemporary perspective. // Circ Res. – 2021. – Vol. 128, No. 10. – Р. 1421–1434. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.121.318172

2. Драпкина О.М., Шальнова С.А., Имаева А.Э., Баланова Ю.А., Максимов С.А., Муромцева Г.А., Куценко В.А., Карамнова Н.С., Евстифеева С.Е., Капустина А.В., Яровая Е.Б., Литинская О.А., Покровская М.С., Ефимова И.А., Борисова А.Л., Долудин Ю.В., Концевая А.В. Эпидемиология сердечно-сосудистых заболеваний и их факторов риска в регионах Российской Федерации. Третье исследование (ЭССЕ-РФ-3). Обоснование и дизайн исследования // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. – 2022. – Т. 21, № 5. – С. 3246. DOI: 10.15829/1728-8800-2022-3246

3. Научно-организационный комитет проекта ЭССЕ-РФ. Эпидемиология сердечно-сосудистых заболеваний в различных регионах России (ЭССЕ-РФ). Обоснование и дизайн исследования // Профилактическая медицина. – 2013. – Т. 16, № 6. – С. 25–34.

4. Шиготарова Е.А., Галимская В.А., Голубева А.В., Олейников В.Э. Определение размеров инфаркта миокарда современными методами // Терапевтический архив. – 2020. – Т. 92, № 4. – C. 105–110. DOI: 10.26442/00403660.2020.04.000571

5. Аникин Д.А., Соловьева И.А., Демко И.В., Собко Е.А., Крапошина А.Ю., Гордеева Н.В. Свободнорадикальное окисление как патогенетическое звено метаболического синдрома // Ожирение и метаболизм. – 2022. – № 19(3). – С. 306–316. DOI: 10.14341/omet12804

6. Левченко И.Н., Владимиров Г.К., Володяев И.В. Изменение структуры и функции цитохрома с при взаимодействии с кардиолипином: структура белка, его пероксидазная активность и свободно радикальные процессы // Гены и клетки. – 2022. – № 3. – С. 133–134.

7. Рыбакова Л.П., Алексанян Л.Р., Капустин С.И., Бессмельцев С.С. Окислительно-антиокислительная система организма человека, роль в развитии патологического процесса и его коррекции (обзор литературы) // Вестник гематологии. – 2022. – №4. – С. 52–56.

8. Галеева Н.В., Валеева И.Х., Фазылова Ю.В. Взаимосвязь числа и агрегационной способности тромбоцитов с процессом перекисного окисления липидов у больных хроническим гепатитом С // Практическая медицина. – 2022. – Т. 20, № 1. – С. 37–42. DOI: 10.32000/2072-1757-2022-1-37-43

9. Fenouillet E., Mottola G., Kipson N., Paganelli F., Guieu R., Ruf J. Adenosine receptor profiling reveals an association between the presence of spare receptors and cardiovascular disorders // Int J Mol Sci. – 2019. – Vol. 20, No. 23. – P. 5964. DOI: 10.3390/ijms20235964

10. Peng M.L., Fu Y., Wu C.W., Zhang Y., Ren H., Zhou S.S. Signaling pathways related to oxidative stress in diabetic cardiomyopathy // Front Endocrinol (Lausanne). – 2022. – Vol. 13. – P. 907757. DOI: 10.3389/fendo.2022.907757

11. Xu X., Jin K., Bais A.S., Zhu W., Yagi H., Feinstein T.N., Nguyen P.K., Criscione J.D., Liu X., Beutner G., Karunakaran K.B., Rao K.S., He H., Adams P., Kuo C.K., Kostka D., Pryhuber G.S., Shiva S., Ganapathiraju M.K., Porter G.A. Jr., Lin J.I., Aronow B., Lo C.W. Uncompensated mitochondrial oxidative stress underlies heart failure in an iPSC-derived model of congenital heart disease // Cell Stem Cell. – 2022. – Vol. 29, No. 5. – P. 840–855.e7. DOI: 10.1016/j.stem.2022.03.003

12. Gumpper-Fedus K., Park K.H., Ma H., Zhou X., Bian Z., Krishnamurthy K., Sermersheim M., Zhou J., Tan T., Li L., Liu J., Lin P.H., Zhu H., Ma J. MG53 preserves mitochondrial integrity of cardiomyocytes during ischemia reperfusion-induced oxidative stress // Redox Biol. – 2022. – Vol. 54. – P. 102357. DOI: 10.1016/j.redox.2022.102357

13. Wang J., Li S., Yu H., Gao D. Oxidative stress regulates cardiomyocyte energy metabolism through the IGF2BP2-dynamin2 signaling pathway // Biochem Biophys Res Commun. – 2022. – Vol. 624. – P. 134–140. DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.07.089

14. Harvey F., Aromokunola B., Montaut S., Yang G. The antioxidant properties of glucosinolates in cardiac cells are independent of H2S signaling // Int J Mol Sci. – 2024. – Vol. 25, No. 2. – Р. 696. DOI: 10.3390/ijms25020696

15. Нужный В.П., Киблер Н.А., Цветкова А.С., Харин С.Н., Байрхаев А.Б., Шмаков Д.Н. Влияние предсердной электрической стимуляции на трансмуральную последовательность деполяризации стенок желудочков сердца крыс при золетил-ксилазиновом наркозе // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. – 2023. – Т. 59, № 3. – С. 190–197. DOI: 10.31857/S0044452923030075

16. Кадомцев Д.В., Пасечникова Е.А., Голубев В.Г. Золетил-ксилазиновый наркоз в экспериментах у крыс // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 5. – С. 56–57.

17. Khaliullin F.A., Mamatov Zh.K., Timirkhanova G.A., Samorodov A.V., Bashirova L.I. Synthesis, antiaggregation and antioxidant activity of salts of 2-[(1-iso-butyl-3-methyl-7-(thietanyl-3)xanthine-8-yl)thio]-acetic acid // Chemical-Pharmaceutical Journal. – 2020. – Vol. 54, No. 9. – P. 9–14. DOI: 10.1007/s11094-020-02293-w

18. Патент RU 2407062. Способ моделирования инфаркта миокарда у крыс. Ранцев М.А., Сарапульцев П.А., Дмитриев А.Н., Плаксин К.В., Малков А.П., Медведева С.Ю. Заяв. 28.12.2007; опуб. 20.12.2010.

19. Plitt A., Dangas G. Cardiac enzyme elevation after coronary revascularization // Catheter Cardiovasc Interv. – 2018. – Vol. 91, No. 2. – P. 224–225. DOI: 10.1002/ccd.27502

20. Fan J., Ma J., Xia N., Sun L., Li B., Liu H. Clinical value of combined detection of CK-MB, MYO, cTnI and plasma NT-proBNP in diagnosis of acute myocardial infarction // Clin Lab. – 2017. – Vol. 63, No. 3. – P. 427–433. DOI: 10.7754/Clin.Lab.2016.160533

21. Минасян С.М., Галагудза М.М., Сонин Д.Л., Боброва Е.А., Зверев Д.А., Королев Д.В., Дмитриев Ю.В., Васильева М.С., Григорова Ю.Н., Власов Т.Д. Методика перфузии изолированного сердца крысы // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2009. – Т. 8, № 4(32). – С. 54–59.

22. Liang T., Zhang D., Hu W., Tian C., Zeng L., Wu T., Lei D., Qiang T., Yang X., Sun X. A dual lock-and-key two photon fluorescence probe in response to hydrogen peroxide and viscosity: Application in cellular imaging and inflammation therapy // Talanta. – 2021. – Vol. 235. – P. 122719. DOI: 10.1016/j.talanta.2021.122719

23. Dreischmeier E., Fahl W.E. Determination of plasma levels of the active thiol form of the direct-acting PrC-210 ROS-scavenger using a fluorescence-based assay // Anal Biochem. – 2021. – Vol. 616. – P. 114100. DOI: 10.1016/j.ab.2021.114100

24. Cabello M.C., Bartoloni F.H., Bastos E.L., Baader W.J. The molecular basis of organic chemiluminescence // Biosensors (Basel). – 2023. – Vol. 13, No. 4. – P. 452. DOI: 10.3390/bios13040452

25. Семенюта В.В., Максимов Н. И., Анисимов С.В., Рыков В.В., Мыкольников А.В., Назаров С.Б. Динамика креатинфосфокиназы МВ в контексте реперфузионного повреждения миокарда // Российский кардиологический журнал. – 2022. – Т. 27, № 10. – С. 4954. DOI: 10.15829/1560-4071-2022-4954

26. Даренская М.А., Колесникова Л.И., Колесников С.И. COVID-19: окислительный стресс и актуальность антиоксидантной терапии // Вестник Российской академии медицинских наук. – 2020. – Т. 75, № 4. – C. 318–325. DOI: 10.15690/vramn1360

27. Васильев Д.К., Руденко Б.А., Фещенко Д.А., Шукуров Ф.Б., Шаноян А.С. Клинический случай стентирования коронарной артерии под контролем ВСУЗИ у больного с хронической почечной недостаточностью // Креативная хирургия и онкология. – 2023. – Т. 13, № 4. – С. 342–347. DOI: 10.24060/2076-3093-2023-13-4-342-347

28. Васильев Д.К., Руденко Б.А., Фещенко Д.А., Шукуров Ф.Б., Шаноян А.С. Эндоваскулярное лечение пациента с многососудистым поражением в сочетании с хронической окклюзией правой коронарной артерии. Креативная хирургия и онкология. – 2022. – № 12(3). – С. 217–223. DOI: 10.24060/2076-3093-2022-12-3-217-223

29. Полещенко Я.И., Процак Е.С., Дружининский Д.А., Галагудза М.М., Минасян С.М., Борщев Ю.Ю., Курилов А.Б., Сонин Д.Л. Методика исследования состояния сердца у асистолических доноров в эксперименте на мелких лабораторных животных. Трансляционная медицина. – 2021. – № 8(5). – С. 50–56. DOI: 10.18705/2311-4495-2021-8-5-50-56