ЗНАЧИМОСТЬ М-ХОЛИНОРЕАКТИВНЫХ СИСТЕМ В РЕАЛИЗАЦИИ ИНФАРКТ-ЛИМИТИРУЮЩЕГО ЭФФЕКТА ПОСТКОНДИЦИОНИРОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ L-ЛАКТАТА ПРИ ИШЕМИИ-РЕПЕРФУЗИИ МИОКАРДА У МОЛОДЫХ И СТАРЫХ КРЫС

Полный текст

Введение В настоящее время ишемическая болезнь сердца (ИБС) является основной причиной смертности и инвалидности в структуре сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) во всем мире и представляет собой глобальную социально-экономическую проблему в сфере общественного здоровья населения. Одним из наиболее серьезных осложнений ИБС является острый инфаркт миокарда (ОИМ) [1, 4]. Реперфузия является обязательным условием для спасения ишемизированного миокарда от инфаркта, но в то же время способствует формированию необратимого повреждения сердца. Размер зоны некроза в миокарде, возникающий в результате повреждения, вызванного как ишемией, так и реперфузией, является основным фактором, определяющим прогноз пациентов, перенесших ОИМ. Принимая во внимание, что все большее число пациентов выживает после ОИМ в основном благодаря своевременной реперфузии и лучшему медикаментозному лечению и многие из этих пациентов имеют прогрессирующее ремоделирование миокарда и, в конечном итоге, сердечную недостаточность, существует необходимость в дополнительной кардиопротекции помимо реперфузии с целью минимизации размеров зоны некроза в миокарде левого желудочка, как основной детерминанты развивающейся сердечной недостаточности [22]. По литературным данным, в настоящее время нет более сильной кардиопротекции, чем за счет феноменов кондиционирования миокарда, которые изучаются на протяжении последних трех десятилетий. Однако, несмотря на достигнутые успехи в изучении методов кардиопротекции и ее механизмов, в настоящее время общая концепция защиты миокарда остается не сформированной [2, 10, 22]. Авторами в ранее проведенном исследовании было показано, что после 15-минутной ишемии обеих нижних конечностей у крыс, что характерно для модели дистантного ишемического посткондиционирования (ДИПост), повышается уровень L-лактата в крови в 2,28 раза (р < 0,001) с 1,55 (1,47; 1,92) мМоль/л до 3,54 (3,35; 3,69) мМоль/л, а выполнение посткондиционирования с помощью L-лактата (ПостЛ) путем введения нейтрального L-лактата на 25-й мин реперфузии в дозе 10 мг/кг приводит к снижению размеров зоны некроза в миокарде левого желудочка на 28,2 % (р < 0,01), то есть ослабляется реперфузионное повреждение сердца [6, 8]. В практическом здравоохранении потребность в защите миокарда от ишемического и реперфузионного повреждения чаще всего необходима пациентам с различными факторами риска ССЗ, к числу которых относится и пожилой возраст [7, 14, 15, 31, 32]. Данные многочисленных научных исследований свидетельствуют о важном значении парасимпатической регуляции сердечной деятельности в механизмах защиты миокарда от ишемического и реперфузионного повреждений [3, 13, 20, 25]. Известно, что процессы старения организма сопровождаются ослаблением влияния парасимпатической регуляции на сердце, что связано с деструкцией холинергических нервных окончаний, снижением интенсивности процессов синтеза ацетилхолина и числа М-холинорецепторов в миокарде [18, 29]. Принимая во внимание тот факт, что в организме старых животных происходят значительные морфофункциональные и биохимические изменения [14, 15, 18, 29], были основания полагать, что возрастные изменения органов и тканей и, в частности, изменения в них активности периферических М-холинореактивных систем (М-ХРС), могут сказываться на кардиопротекторной эффективности ПостЛ. Цель исследования - выяснить особенности инфаркт-лимитирующего эффекта ПостЛ при ишемии-реперфузии миокарда у старых крыс в условиях системного действия в организме животных блокатора М-ХРС атропина. Методика Исследование проведено на 141 наркотизированных белых крысах-самцах (58 молодых крыс, возраст которых составил 3-5 мес., а масса - 200-220 г и 83 старые крысы, возраст которых составил 23-25 мес., а масса - 400-450 г). С целью выяснения значимости М-ХРС в реализации инфаркт-лимитирующего эффекта ПостЛ при ишемии-реперфузии миокарда на молодых и старых крысах были проведены следующие эксперименты, схематические изображения протоколов которых представлены на рис. 1. Рис. 1. Схематическое изображение протоколов эксперимента для выяснения кардиопротекторной эффективности ПостЛ у молодых и старых крыс в условиях системного действия в организме животных блокатора М-ХРС атропина Эксперименты проводились в соответствии с этическими нормами обращения с лабораторными животными (протокол №1 от 15.09.2022 комитета по биомедицинской этике Белорусского государственного медицинского университета). Животные содержались в стандартных условиях вивария Белорусского государственного медицинского университета с свободным доступом к пище и воде. Все болезненные процедуры выполняли на наркотизированных животных. Для наркотизации животных применяли тиопентал натрия в дозе 50 мг/кг внутрибрюшинно с последующей внутривенной инфузией в левую общую яремную вену поддерживающей дозы 10 мг/кг/час с помощью инъекционного насоса B. Braun (Германия). Адекватность выполненной общей анестезии оценивалась по отсутствию рефлекторного отдергивания задней конечности животного на укол. Крыс переводили на искусственное дыхание атмосферным воздухом через трахеостому при помощи аппарата искусственной вентиляции легких Harvard Rodent Ventilator (model 683) (Harvard, США) с частотой дыхания 56-60 в мин. В ходе экспериментов постоянно регистрировались электрокардиограмма (ЭКГ) во II стандартном отведении при помощи электрокардиографа (Harvard Apparatus, США) с использованием игольчатых электродов, помещаемых подкожно на конечности, и системное артериальное давление (АД). Для измерения АД прямым методом крысам канюлировали правую общую сонную артерию катетером, соединенным с электроманометром. Доступ к трахее и сонной артерии осуществлялся через срединный разрез кожи на шее с последующим тупым разделением тканей пинцетами. Ректальная температура у крыс измерялась электротермометром (Harvard Apparatus, США) и поддерживалась электрогрелкой на уровне 37,0±0,5°C. Полученные при выполнении исследования данные обрабатывались с помощью компьютерной программы Spike 4 (Великобритания). Доступ к сердцу осуществлялся путем торакотомии через IV межреберье. После осуществления торакотомии через IV межреберье производилась визуализация сердца. Далее, тупым способом, с помощью браншей анатомических пинцетов удалялся перикард. На границе свободного края ушка левого предсердия визуализировалась левая коронарная артерия (ЛКА), под переднюю нисходящую ветвь которой подводилась лигатура (пролен 6/0, Ethicon, Германия). Передняя нисходящая ветвь ЛКА у крыс является основным сосудом кровоснабжения передней стенки левого желудочка, межжелудочковой перегородки и передней боковой стенки левого желудочка, лигирование которой является наиболее часто используемым методом в изучении инфаркта миокарда. Воспроизведение обратимой окклюзии передней нисходящей ветви ЛКА осуществлялось в несколько этапов: (1) подведение лигатуры под переднюю нисходящую ветвь ЛКА, отрезание атравматической иглы; (2) два свободных конца лигатуры проводились через полиэтиленовую трубку малого диаметра; (3) натяжение концов нитки с последующей их фиксацией с помощью наложения зажима на полиэтиленовую трубку; (4) при реперфузии осуществлялось снятие зажима. После 15-минутного периода гемодинамической стабилизации крысам выполнялась 30-минутная окклюзия передней нисходящей ветви ЛКА. Окклюзия артерии проявлялась побледнением ишемизированной области, снижением АД (на 10-30 мм рт. ст.) и подъемом сегмента ST на ЭКГ. Реперфузия миокарда осуществлялась путем удаления зажима с ЛКА. Продолжительность реперфузии составляла 120 мин. Реперфузия миокарда подтверждалась возвращением сегмента ST к изолинии и исчезновением побледнения. В ходе выполнения экспериментов у животных изучались следующие показатели гемодинамики: АДср (мм рт. ст.) и ЧСС (уд/мин). АДср рассчитывали как АД диастолическое + 1/3(АД систолическое - АД диастолическое). Показатели гемодинамики регистрировались непрерывно в течение эксперимента и оценивались в конце 15-минутной стабилизации гемодинамики после вскрытия грудной клетки, в начале 30-минутной окклюзии передней нисходящей ветви ЛКА, в начале реперфузии миокарда, а также каждые 30 мин в течение периода реперфузии. Значения гемодинамических показателей в конце 15-минутной стабилизации гемодинамики после вскрытия грудной клетки принимались в качестве исходных значений данных показателей. Во время ишемии-реперфузии миокарда подсчитывалась общая длительность нарушений сердечного ритма. При этом у крыс регистрировались следующие нарушения сердечного ритма: фибрилляции желудочков (ФЖ), пароксизмальные желудочковые тахикардии (ПЖТ), парные желудочковые экстрасистолии, желудочковые экстрасистолии по типу бигеминии. Выяснение инфаркт-лимитирующего эффекта ПостЛ при ишемии-реперфузии миокарда у крыс проводилось у животных, которым через 25 мин от начала репефузии вводили в левую внутреннюю яремную вену 0,5 мл 40 мМоль нейтрализованного раствора L-молочной кислоты (Sigma-Aldrich, США), т. е. в дозе 10 мг/кг. Крысам контрольной группы через 25 мин от начала репефузии вводили в левую общую яремную вену физиологический раствор (физ. р-р) в объеме 0,5 мл. Для приготовления нейтрализованного L-лактата для инъекций L-молочную кислоту растворяли в 0,9 %-м растворе NaCl с последующим доведением pH до 7,4 с помощью NaOH. Доза L-лактата (10 мг/кг) в модели ПостЛ была выбрана с целью обеспечить уровень L-лактата в крови, близкий к тому, что имел место после 15-минутного наложения зажимов на обе бедренные артерии, что имеет место во время дистантного ишемического посткондиционирования [6, 7, 8]. Изучение инфаркт-лимитирующего эффекта ПостЛ при ишемии и реперфузии миокарда у старых и молодых крыс в условиях угнетения периферических М-ХРС проводилось после однократного введения в левую внутреннюю яремную вену 0,2% раствора М-холиноблокатора атропина (Sigma-Aldrich, США) в дозе 2 мг/кг, которое осуществлялось за 10 мин до воспроизведения у крыс ПостЛ. Крыс выводили из эксперимента спустя 2 ч. после начала реперфузии путем иссечения сердца из грудной полости для последующего окрашивания и определения зоны риска (зоны ишемии) и зоны некроза (зоны инфаркта). С целью определения зоны риска в конце реперфузии осуществляли кратковременную реокклюзию передней нисходящей ветви ЛКА и вводили в левую общую яремную вену 0,5 мл 5% раствора синьки Эванса (Sigma-Aldrich, США). После замораживания в морозильной камере (-20°С в течение 30 мин) левый желудочек разрезали на 6 поперечных срезов. Данные срезы взвешивали на лабораторных весах Adventurer AR 1530 (Ohaus, Швейцария) и сканировали при помощи сканера Epson (Китай) с обеих сторон. При этом зону риска определяли как зону, не окрашенную в синий цвет. Для идентификации зоны некроза в миокарде левого желудочка крыс использовали метод, основанный на определении активности дегидрогеназ [17]. Срезы миокарда левого желудочка помещали в 1% раствор 2,3,5-трифенилтетразолия хлорида на 15 мин при температуре 37,0°С и в дальнейшем после 24-часовой инкубации срезов в 10% растворе формалина в термостате при температуре 37,0°С срезы сканировали повторно с обеих сторон. Жизнеспособный миокард (клетки, сохранившие дегидрогеназную активность) окрашивался в кирпично-красный цвет, а некротизированная ткань была бледно-розового цвета. Размеры анализируемых зон некроза определяли при помощи компьютерной планиметрии с использованием программы Adobe Photoshop СС 2013 и взвешивания срезов как соотношение массы зоны некроза к массе зоны риска, выраженное в % [6]. Полученные данные анализировались с использованием программы GraphPad Prism 9.3.1. Статистическую значимость различий полученных данных при их параметрическом распределении оценивали с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) с использованием тестов множественных сравнений Данна и Бонферрони, при этом результаты представлялись в виде: среднее ± стандартная ошибка среднего (M±SEM). Для анализа непараметрического распределения полученных данных использовали критерий Крускала-Уоллиса и тест множественных сравнений Данна, при этом результаты были представлены в виде: медиана и квартили в виде Me [Q25; Q75]. Уровень p < 0,05 рассматривался как статистически значимый. Результаты исследования Общая выживаемость крыс после острой коронарной окклюзии составила 68,1% (45 крыс из 141 погибло в период ОИМ и последующей реперфузии). При этом в группе Контрольмолодые выживаемость животных составила 85,7%, в группе Контрольстарые - 54,5%, в группе Атропин + Контрольмолодые - 80,0 %, в группе Атропин + Контрольстарые - 48,0 %, в группе ПостЛмолодые - 85,7 %, в группе ПостЛстарые - 70,6 %, в группе Атропин + ПостЛмолодые - 80,0 % и в группе Атропин + ПостЛстарые - 63,2 %. У старых крыс за время 30-минутной коронароокклюзии и последующей 120-минутной реперфузии имело место значительное снижение выживаемости в сравнении с молодыми крысами (погибло 35 старых и 10 молодых крыс), что свидетельствует о более чем трехкратном снижении устойчивости миокарда старых крыс к повреждению, вызванному ишемией и реперфузией. В итоге из каждой группы животных для последующего анализа данных было отобрано по 12 крыс. Установлено, что во всех экспериментальных группах молодых и старых крыс во время острой коронарной недостаточности имело место снижение АДср (р < 0,05) в сравнении с его исходными значениями. В начале реперфузии в группах Контрольстарые, Атропин + Контрольстарые, ПостЛстарые, Атропин + ПостЛмолодые и Атропин + ПостЛстарые также имело место статистически значимое снижение АДср (р < 0,05) в сравнении с его исходными значениями. У животных, которым осуществлялось введение в левую внутреннюю яремную вену 0,2 %-го раствора М-холиноблокатора атропина в дозе 2 мг/кг на 15-й минуте реперфузии миокарла, отмечалось статистически значимое повышение ЧСС (р < 0,01) в сравнении с его исходными значениями на 30, 60, 90 и 120-й минутах реперфузии. Изменение показателей гемодинамики на протяжении эксперимента у старых и молодых крыс представлено в таблице. В ходе исследования выявлено, что в группе Контрольмолодые у 9 из 12 крыс отмечалась ФЖ, а у 11 животных - ПЖТ. Реперфузионные нарушения сердечного ритма имели место у 10 крыс данной группы. Таблица. Изменение показателей гемодинамики во время ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крыс с ПостЛ и без в условиях системного действия в организме животных атропина (2 мг/кг) Показатели гемодинамики Молодые крысы Старые крысы Контроль (n=12) Атропин + Контроль (n=12) ПостЛ (n=12) Атропин + ПостЛ (n=12) Контроль (n=12) Атропин + Контроль (n=12) ПостЛ (n=12) Атропин + ПостЛ (n=12) До начала острой ишеми миокарда АДср 81±5 85±3 82±3 84±3 88±5 92±5 87±5 89±4 ЧСС 415±16 416±15 410±15 415±13 448±17 430±15 439±18 435±19 Начало острой ишемии миокарда АДср 68±4* 71±4* 69±4* 68±5* 70±5* 72±5* 71±4* 72±4* ЧСС 430±14 425±22 434±16 426±19 408±24 418±20 404±17 424±22 Начало реперфузии АДср 75±5 77±5 76±4 73±3* 73±4* 79±4* 74±5* 77±4* ЧСС 433±23 430±20 420±23 416±17 407±31 420±30 399±35 427±18 30 мин. реперфузии АДср 77±4 79±4 75±4 75±5 76±5 81±5 77±5 78±4 ЧСС 439±19 515±30** 424±21 495±21** 404±24 525±28** 403±29 514±24** 60 мин. реперфузии АДср 76±5 79±5 78±5 76±4 78±6 82±6 78±4 79±5 ЧСС 432±16 523±25** 415±21 502±20** 398±23 533±21** 406±21 521±23** 90 мин. реперфузии АДср 78±4 81±4 78±4 77±5 78±5 82±4 80±4 81±4 ЧСС 420±16 515±24** 417±18 491±17** 393±25 519±25** 416±24 512±20** 120 мин. реперфузии АДср 80±5 81±5 80±3 81±4 79±5 84±6 81±5 83±3 ЧСС 413±17 505±25** 420±17 484±22** 387±25 515±21** 421±21 503±19** Примечание: * / ** - р < 0,05 / р < 0,01 - различия статистически значимы в сравнении с исходными значения В группе Контрольстарые в период острой коронарной окклюзии у 11 из 12 крыс отмечались ФЖ и ПЖТ. Во время реперфузии миокарда нарушения сердечного ритма наблюдались также у 11 животных данной группы. В ходе исследования также установлено, что в группе Атропин + Контрольмолодые у 11 из 12 крыс отмечалась ФЖ, а у 10 животных данной группы была выявлена ПЖТ. Реперфузионные нарушения сердечного ритма имели место у 11 крыс данной группы. В группе Атропин + Контрольстарые в период острой коронарной окклюзии у 12 крыс отмечались ФЖ, а у 10 - ПЖТ. Во время реперфузии миокарда нарушения сердечного ритма наблюдались также у 11 животных данной группы. В группе ПостЛмолодые в период острой коронарной окклюзии у 9 из 12 крыс отмечалась ФЖ и ПЖТ. Во время реперфузии миокарда нарушения сердечного ритма отмечались у 7 животных данной группы. В группе ПостЛстарые в период острой коронарной окклюзии у 11 из 12 крыс отмечалась ФЖ, а ПЖТ - у 10 крыс. Во время реперфузии миокарда нарушения сердечного ритма наблюдались у 8 животных данной группы. В группе Атропин + ПостЛмолодые в период 30-минутной ишемии миокарда ФЖ и ПЖТ были выявлены у 11 из 12 животных. Реперфузионные аритмии имели место у 10 животных данной группы. В группе Атропин + ПостЛстарые в период острой коронарной недостаточности у 11 из 12 крыс отмечалась ФЖ, а у 10 - ПЖТ. Во время реперфузии миокарда нарушения сердечного ритма имели место у 12 животных данной группы. При изучении антиаритмической эффективности ПостЛ при ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крыс в условиях системного действия в организме животных блокатора М-ХРС атропина (2 мг/кг) были получены следующие данные по продолжительности аритмий: Контрольмолодые - 167 (49; 233) с, Контрольстарые - 237 (128; 331) с, Атропин + Контрольмолодые - 176 (91; 214) с, Атропин + Контрольстарые - 164 (89; 275) с, ПостЛмолодые - 145 (27; 192) с; ПостЛстарые - 97 (66; 154) с; Атропин + ПостЛмолодые - 182 (54; 258) с и Атропин + ПостЛстарые - 192 (77; 314) с (рис. 2). Таким образом, длительность нарушений сердечного ритма в исследуемых группах молодых и старых крыс, подвергнутых атропинизации и ПостЛ, сопоставима с таковой в группах контроля (р > 0,05). При изучении кардиопротекторной эффективности ПостЛ при ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крыс в условиях системного действия в организме животных блокатора М-ХРС атропина статистически значимых различий между анализируемыми группами по показателю размера зоны риска (зоны ишемии) в миокарде левого желудочка не выявлено. Так, зона ишемии в группе Контрольмолодые составила 54 ± 3 %, Контрольстарые - 55 ± 3 %, Атропин + Контрольмолодые - 49 ± 5 %, Атропин + Контрольстарые - 53 ± 6 %, ПостЛмолодые - 52 ± 4 %, ПостЛстарые - 53 ± 3 %, Атропин + ПостЛмолодые - 50 ± 4 % и Атропин + ПостЛстарые - 54 ± 5 %. Таким образом, во всех анализируемых группах крыс размеры зон риска в миокарде левого желудочка были сопоставимы. Рис. 2. Влияние ПостЛ на длительность нарушений сердечного ритма во время ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крыс в условиях системного действия в организме животных атропина (2 мг/кг). ns - различия не достоверны Размер инфаркта является важным показателем повреждения миокарда из-за его влияния на сократимость сердца. Установлено, что размер зоны некроза в миокарде левого желудочка у животных в группе Контрольмолодые составил 45 ± 4 %, а в группе Контрольстарые - 47 ± 5 %. В контрольных группах крыс, которым осуществлялось введение на 15-й минуте реперфузии блокатора М-ХРС атропина в дозе 2 мг/кг, формировались следующие размеры зон некроза: в группе Атропин + Контрольмолодые - 47 ± 5 %, а в группе Атропин + Контрольстарые - 48 ± 7 %. После внутривенного введения животным L-лактата (10 мг/кг), которое осуществлялось через 25 мин после начала реперфузии, у крыс при ишемии и реперфузии миокарда в левом желудочке формировались следующие размеры зон некроза: в группе ПостЛмолодые - 33 ± 3 % (р < 0,01 в сравнении с группами Контрольмолодые и Атропин + Контрольмолодые), а в группе ПостЛстарые - 35 ± 4 % (р < 0,01 в сравнении с группами Контрольстарые и Атропин + Контрольстарые). Размер зон некроза в группах молодых и старых животных, которым на 15-й минуте реперфузии вводили блокатор М-ХРС атропин (2 мг/кг), а затем внутривенно вводили L-лактат, был следующим: в группе Атропин + ПостЛмолодые - 41 ± 4 %, а в группе Атропин + ПостЛстарые - 32 ± 4 % (р < 0,01 в сравнении с группами Контрольстарые и Атропин + Контрольстарые) (рис. 3). Следовательно, полученные результаты свидетельствуют о наличии выраженного инфаркт-лимитирующего эффекта ПостЛ у молодых и старых крыс. Однако в условиях системного действия в организме животных блокатора М-ХРС атропина (2 мг/кг) у молодых крыс ПостЛ оказывало менее выраженный инфаркт-лимитирующий эффект. У старых животных в условиях системного действия в их организме атропина инфаркт-лимитирующий эффект ПостЛ сохранялся. Таким образом, данные выполненных исследований дают основания заключить, что активность периферических М-ХРС имеет значение в механизмах реализации инфаркт-лимитирующего эффекта ПостЛ у молодых, но не у старых крыс. Такое заключение согласуется с имеющимися литературными данными о том, что у старых крыс имеет место выраженное снижение интенсивности процессов синтеза ацетилхолина и активности ацетилхолинтрансферазы, свидетельствующее о нарушении процессов холинергической регуляции сердечной деятельности у таких животных. Рис. 3. Влияние ПостЛ на размеры зон некроза в миокарде левого желудочка во время ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крыс в условиях системного действия в организме животных атропина (2 мг/кг). * / ** - р < 0,05 / р < 0,01 - различия статистически значимы; ns - различия не достоверны Обсуждение результатов исследования По имеющимся научным данным, реперфузия действительно спасает ишемизированный миокард от инфаркта, который распространяется волнообразно во время продолжительной ишемии, однако миокард остается пригодным для спасения в течение 2-3 часов после острой ишемии [2]. Первичная кардиопротекторная парадигма ишемического прекондиционирования была описана C.E. Murry и соавт. (1986 г.), которые сообщили, что 4 цикла, состоящих из 5-минутной коронарной окклюзии с последующей 5-минутной реперфузией непосредственно перед продолжительной 40-минутной коронарной окклюзией с реперфузией уменьшали зону некроза в миокарде левого желудочка у собак [27]. Тем не менее, размеры зоны некроза не снижались при продолжительности стойкой коронароокклюзии в течение 3 часов, что подчеркивает необходимость своевременной реперфузии. Ишемическое посткондиционирование было описано Z.Q. Zhao и соавт. (2003 г.), которые впервые сообщили, что 3 цикла 30-секундной коронароокклюзии с последующей 30-секундной реперфузией непосредственно в начале реперфузии после 60-минутной острой коронарной окклюзии уменьшали размеры зоны некроза сопоставимо с ишемическим прекондиционированием [35]. Данное исследование положило конец длительным и спорным вопросам о том, способствует ли реперфузионное повреждение формированию конечного размера зоны некроза. Более того, исследование Z.Q. Zhao и соавт. однозначно продемонстрировало, что снижение размеров зоны некроза в миокарде с помощью модифицированной реперфузии возможно и, таким образом, оживило прежние дебаты о щадящей реперфузии [35]. В последующем, G. Andreka с соавт (2007 г.) в экспериментах на свиньях выявили ограничение размеров инфаркта миокарда при воздействии четырьмя 5-минутными эпизодами ишемии и реперфузии задней конечности непосредственно после окончания окклюзии коронарной артерии, что послужило открытию феномена раннего дистантного ишемического посткондиционирования (ДИПост) [9]. До недавнего времени считалось, что ДИПост способно оказывать кардиопротекторное действие только в первые минуты после восстановления коронарного кровотока. Однако F. Roubille и соавт. (2011 г.) в опытах на мышах продемонстрировали воспроизводимость инфаркт-лимитирующего эффекта ишемического посткондиционирования не только в первые минуты восстановления коронарного кровотока, но и через 30 мин после начала реперфузии, тем самым открыв позднее ишемическое посткондиционирование [30]. В дальнейшем M. Basalay и соавт. (2012 г.) в экспериментах на крысах показали, что кратковременная (15-минутная) ишемия задних конечностей оказывает выраженное инфаркт-лимитирующее действие на миокард не только в первые минуты реперфузии, но и при ее осуществлении на 10-й минуте после восстановления коронарного кровотока [12]. Результаты данного исследования послужили основанием для разработки феномена позднего ДИПост. Данные научных исследований последних лет свидетельствуют о том, что интервал времени, в течение которого размер инфаркта миокарда у крыс может быть ограничен путем ишемического посткондиционирования, шире и составляет как минимум 45 мин от начала реперфузии, однако уже на 60-й минуте после начала реперфузии применение ишемического посткондиционирования было неэффективным [2]. Стоит также отметить, что ишемическое посткондиционирование, особенно дистантное или фармакологическое, было успешно перенесено и в клиническую практику с целью его применения у пациентов с ОИМ в качестве процедуры, которая выполняется в период реперфузии. Способствовали такому внедрению определенные преимущества посткондиционирования: малая инвазивность методики, ее безопасность, дешевизна, простота выполнения. В случае выполнения прекондиционирования необходимо точно знать время наступления острой ишемии миокарда, что на практике практически невозможно, в то время как посткондиционирование выполняется уже после наступления острой ишемии миокарда. В течение последних чуть более тридцати лет кондиционирование миокарда было предметом многочисленных исследований с целью выяснения механизмов кардиопротекции, а также возможностей его клинического применения. В последнее время многими учеными было показано, что L-лактат играет важную роль в сердечном метаболизме, участвует в адаптационно-компенсаторных процессах в миокарде при ишемически-реперфузионном повреждении. Как известно, во время ишемии развивается гипоксия, которая приводит к повышению уровня L-лактата в крови. Долгое время считалось, что L-лактат является метаболическим «отходом производства» и несет исключительно отрицательные последствия для организма [12]. Однако в эксперименте на изолированных сердцах, перфузированных раствором, содержащем 10 мМоль L-лактата и 11 мМоль глюкозы, до их острой ишемии, после периода ишемии G.W. Goodwin и H. Taegtmeyer (1994 г.) отметили улучшение восстановления сердечной деятельности по сравнению с сердцами, получавшими только глюкозу [19]. В настоящее время L-лактат признан связующим звеном между аэробным и гликолитическим путями, являясь продуктом одного метаболического пути (гликолиз) и субстратом для другого (окислительное фосфорилирование) [12]. L-лактат не только играет роль основного источника энергии или предшественника глюконеогенеза, но также действует как сигнальная молекула [12]. Важно отметить, что L-лактат и индуцируемый гипоксией фактор-1 (HIF-1), который участвует в обеспечении кислородного гомеостаза, регулируются реципрокной активацией, т. е. повышенные уровни L-лактата способствуют стабилизации HIF-1 и экспрессии генов, индуцированных HIF-1, в то время как HIF-1 стимулирует поглощение глюкозы и гликолиз и, тем самым, обеспечивает выработку L-лактата [16]. Аналогичная взаимосвязь реципрокной активации существует между L-лактатом и коактиватором гамма-рецептора, активируемого пролифератором пероксисом 1-альфа (PGC-1α), - главным регулятором митохондриального биогенеза [11]. В современной литературе имеются также немногочисленные данные экспериментальных исследований, посвященных выяснению механизмов влияния лактата на сердечную деятельность. Так, G. Zhang и соавт. (2015 г.) установили, что фармакологическое посткондиционирование с помощью молочной кислоты и богатого водородом физиологического раствора у крыс дает сопоставимую кардиопротекцию ишемическому посткондиционированию [33]. J. Zhang и соавт. (2021 г.) в опытах на мышах показали, что лактат ускоряет поляризацию макрофагов M2, продуцирующих противовоспалительные цитокины, через сигнальный путь STAT3 (преобразователь сигнала и активатор транскрипция-3), а также оказывает кардиозащитное действие после инфаркта миокарда за счет улучшения фракции выброса и фракционного укорочения, снижения апоптоза кардиомиоцитов и увеличения плотности микрососудов в зоне ишемии [34]. В настоящее время появляются сведения, полученные в клинических исследованиях, подчеркивающие значимость лактата в кардиопротекции. Так, в исследовании M. Nalos и соавт. (2014 г.) показано, что инфузия полумолярного лактата натрия может улучшить работу сердца у пациентов с острой сердечной недостаточностью без какого-либо пагубного воздействия на функцию органов [28]. Кроме того, исследования T. Koyama и соавт. показали, что посткондиционирование с кровью, обогащенной лактатом, обеспечивает потенциальную кардиопротекцию у пациентов с инфарктом миокарда и подъемом сегмента ST на ЭКГ [23, 24]. Накапливающиеся данные свидетельствуют о том, что L-лактат может быть многообещающим средством лечения ССЗ. Принимая во внимание известные факты о том, что гипоперфузия, ишемия органов и тканей приводит к повышению уровня L-молочной кислоты (L-лактата) в крови, а L-лактат, в свою очередь, оказывает коронарное сосудорасширяющее действие за счет выделения эндотелием сосудов монооксида азота (NO) [26], а также способен ингибировать перекисное окисление липидов и свободнорадикальные процессы [5, 21], выраженность которых при реперфузии возрастает, были основания полагать, что повышенный уровень L-лактата в крови (гиперлактатемия) сможет уменьшить реперфузионное повреждение миокарда. В проведенном исследовании было подтверждено кардиопротекторное действие L-лактата, который уменьшил размеры зоны некроза в миокарде левого желудочка на 26,7 % (р < 0,01) и 25,5 % (р < 0,01) у молодых и старых крыс соответственно. В научной литературе имеется достаточно большое количество сведений, демонстрирующих важную роль парасимпатической регуляции сердечной деятельности в кардиопротекторных механизмах от ишемического и реперфузионного повреждения [3, 13, 20, 25]. Так, в исследовании А. Г. Мрочека и соавт. на белых крысах-самцах с массой 200-250 г установлено, что на 10-й мин реперфузии после острой коронароокклюзии введение атропина в дозе 1 мг/кг с последующей поддерживающей дозой 1 мг/кг/час устраняло развитие кардиопротекторного эффекта как дистантного ишемического прекондиционирования, так и ДИПост [3]. В исследовании S. Mastitskaya и соавт. показано, что парасимпатическая денервация сердца, осуществляемая прямым ингибированием мотонейронов дорсальных ядер блуждающих нервов, лимитирует противоишемический эффект ДИПост, подтверждая значимую роль блуждающих нервов в процессах развития ДИПост [25]. Согласно имеющимся данным, процессы старения организма сопровождаются ослаблением влияния парасимпатической регуляции на сердце, которое связано с деструкцией холинергических нервных окончаний, снижением интенсивности процессов синтеза ацетилхолина и числа М-холинорецепторов в миокарде [18, 29]. По результатам проведенного исследования было установлено, что ПостЛ оказывают инфаркт-лимитирующий эффект при ишемии-реперфузии миокарда как у молодых, так и у старых животных, однако в условиях системного действия в организме животных атропина, путем его введения в дозе 2 мг/кг за 10 мин до ПостЛ, этот эффект сохраняется только у старых крыс. Полученные данные дают основания полагать о том, что активность периферических М-ХРС имеет значение в механизмах реализации кардиопротекторного эффекта ПостЛ у молодых, но не у старых крыс. Заключение ПостЛ оказывает инфаркт-лимитирующий эффект при ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крыс. В условиях системного действия в организме животных атропина инфаркт-лимитирующий эффект ПостЛ сохраняется только у старых крыс. Установлено, что ПостЛ у старых крыс после введения в организм животных атропина в дозе 2 мг/кг приводит к уменьшению размеров зоны некроза в миокарде левого желудочка на 31,9 % (р < 0,01) по сравнению с таковой у старых крыс контрольной группы. По-видимому, активность периферических М-холинореактивных систем имеет значение в механизмах реализации инфаркт-лимитирующего эффекта ПостЛ у молодых, но не у старых крыс, что позволяет говорить о необходимости дифференцированного подхода к применению ПостЛ при ишемии-реперфузии миокарда в молодом и пожилом возрасте.

Об авторах

Сергей Николаевич Чепелев

Белорусский государственный медицинский университет

Email: email@example.com
кандидат медицинских наук, доцент кафедры патологической физиологии учреждения образования «Белорусский государственный медицинский университет», Респ. Беларусь Республика Беларусь, 220083, Минск, пр. Дзержинского, 83

Франтишек Иванович Висмонт

Белорусский государственный медицинский университет

Email: email@example.com
доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси, заслуженный деятель науки Республики Беларусь, заведующий кафедрой патологической физиологии учреждения образования «Белорусский государственный медицинский университет», Респ. Беларусь Республика Беларусь, 220083, Минск, пр. Дзержинского, 83

Сергей Владимирович Губкин

Белорусский государственный медицинский университет

Email: email@example.com
доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси, главный научный сотрудник научно-исследовательской части учреждения образования «Белорусский государственный медицинский университет», Минск, Республика Беларусь Республика Беларусь, 220083, Минск, пр. Дзержинского, 83

Павел Францевич Юшкевич

Белорусский государственный медицинский университет

Email: email@example.com
кандидат медицинских наук, научный сотрудник научно-исследовательской части учреждения образования «Белорусский государственный медицинский университет», Респ. Беларусь Республика Беларусь, 220083, Минск, пр. Дзержинского, 83

Елена Николаевна Чепелева

Белорусский государственный медицинский университет

Email: email@example.com
старший преподаватель кафедры патологической физиологии учреждения образования «Белорусский государственный медицинский университет», Респ. Беларусь Республика Беларусь, 220083, Минск, пр. Дзержинского, 83

Список литературы

Дополнительные файлы