Аннотация
Ишемическое повреждение является одним из наиболее неблагоприятных патогенных факторов, вызывающих необратимые изменения в органах и тканях. Защита сердца от ишемических и реперфузионных повреждений – важная задача современной экспериментальной и клинической медицины. Данный тип повреждения является ключевым звеном патогенеза ишемической болезни сердца и, прежде всего, острого инфаркта миокарда – социально-экономически значимого заболевания, являющегося одной из основных причин потери трудоспособности и смертности среди взрослого населения.
Целью исследования явилось выяснение инфаркт-лимитирующего эффекта посткондиционирования (Пост) с помощью L-лактата при ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крыс при блокаде М-холинорецепторов атропином.
В опытах на крысах установлено, что Пост с помощью L-лактата оказывает инфаркт-лимитирующий эффект при ишемии-реперфузии миокарда как у молодых, так и у старых животных, однако в условиях системного действия атропина (2 мг/кг) инфаркт-лимитирующий эффект Пост с помощью L-лактата сохранялся только у старых крыс. По-видимому, активность периферических М-холинореактивных систем имеет значение в механизмах реализации кардиопротекторных эффектов Пост с помощью L-лактата у молодых, но не у старых крыс.
Литература
WHO reveals leading causes of death and disability worldwide 2000–2019. Available at: https://www.who.int/news/item/09-12-2020-who-reveals-leading-causes-of-death-and-disability-worldwide-2000-2019 (accessed 14.05.2022).
Shemarova IV, Nesterov VP, Korotkov SM, Silkin UA (2018) Evolutionary aspects of cardioprotection. J Evol Biochem Physiol 54(1):9–19. https://doi.org/10.1134/S0022093018010027
Баутин АЕ, Карпова ЛИ, Маричев АО, Ташханов ДМ, Науменко ВС, Галагудза ММ (2016) Кардиопротективные эффекты ишемического кондиционирования: современные представления о механизмах, экспериментальные подтверждения, клиническая реализация. Трансляцион медиц 3(1):50–62. [Bautin AE, Karpova LI, Marichev AO, Tashkhanov DM, Naumenko VS, Galagudza MM (2016) Cardioprotective effects of ischemic conditioning: current concepts of mechanisms, experimental evidence, clinical implementation. Translat med 3(1):50–62. (In Russ)]. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2016-3-1-50-62
Маслов ЛН, Мрочек АГ, Халиулин ИГ, Хануш Л, Пей ЖМ, Жанг И (2013) Адаптивный феномен ишемического посткондиционирования сердца. Перспективы клинического применения. Вестн Росс акад мед наук 68(1):10–20. [Maslov LN, Mrochek AG, Khaliulin IG, Hanus L, Pei JM, Zhang Y (2013) Adaptive phenomenon of ischemic postconditioning of the heart. Perspectives of clinical use. Ann Russ Acad Med Sci 68(1):10–20 (In Russ)]. https://doi.org/10.15690/vramn.v68i1.532
Шляхто ЕВ, Нифонтов ЕМ, Галагудза ММ (2007) Ограничение ишемического и реперфузионного повреждения миокарда с помощью пре- и посткондиционирования: молекулярные механизмы и мишени для фармакотерапии. Креативн кардиол 1–2:75–101. [Shlyakhto EV, Nifontov EM, Galagudza MM (2007) Limitation of ischemic and reperfusion injury of the myocardium using pre- and postconditioning: molecular mechanisms and targets for pharmacotherapy. Creative cardiol 1–2:75–101. (In Russ)].
Galagudza MM, Blokhin IO, Shmonin AA, Mischenko KA (2008) Reduction of myocardial ischaemia-reperfusion injury with pre- and postconditioning: molecular mechanisms and therapeutic targets. Cardiovascular & Hematological Disorders-Drug Targets 8 (1):47–65. https://doi.org/10.2174/187152908783884966
Zhao ZQ, Corvera JS, Halcos ME, Kerendi F, Wang NP, Guyton RA, Vinten-Johansen J (2003) Inhibition of myocardial injury by ischemic postconditioning during reperfusion: comparison with ischemic preconditioning. Am J Physiol ‒ Heart Circulat Physiol 285:H579–H588. https://doi.org/10.1152/ajpheart.01064.2002
Basalay М, Barsukevich V, Mastitskaya S, Mrochek A, Pernow J, Sjöquist PO, Ackland GL, Gourine AV, Gourine A (2012) Remote ischaemic pre- and delayed postconditioning – similar degree of cardioprotection but distinct mechanisms. Experiment Physiol 97(8):908–917. https://doi.org/10.1113/expphysiol.2012.064923
Ferdinandy P, Hausenloy DJ, Heusch G, Baxter GF, Schulz R (2014) Interaction of risk factors, comorbidities, and comedications with ischemia/reperfusion injury and cardioprotection by preconditioning, postconditioning, and remote conditioning. Pharmacolog Rev 66(4):1142–1174. https://doi.org/10.1124/pr.113.008300
Heusch G (2015) Molecular basis of cardioprotection: signal transduction in ischemic pre, post, and remote conditioning. Circulat Res 116:674–699. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.116.305348
Нарыжная НВ, Логвинов СВ, Курбатов БК, Мухомедзянов АВ, Сиротина МА, Чепелев СН, Висмонт ФИ, Маслов ЛН (2022) Эффективность дистантного ишемического посткондиционирования миокарда у крыс с индуцированным метаболическим синдромом зависит от уровня лептина. Вес Нац акад навук Беларусi Сер мед навук 19 (1): 38–47. [Naryzhnaya NV, Logvinov SV, Kurbatov BK, Mukhomedzyanov AV, Sirotina MA, Chepelev SN, Vismont FI, Maslov LN (2022) The efficiency of remote ischemic postconditioning of the myocardium in rats with induced metabolic syndrome depends on the leptin level. Proceed Nat Acad Sci Belarus Med series 19(1):38–47. (In Russ)]. https://doi.org/10.29235/1814-6023-2022-19-1-38-47
Montoya JJ, Fernández N, Monge L, Diéguez G, Villalón AL (2011) Nitric oxide-mediated relaxation to lactate of coronary circulation in the isolated perfused rat heart. J Cardiosvascul Pharmacol 5(4):392–398. https://doi.org/10.1097/FJC.0b013e318226bcf7
Чепелев СН, Висмонт ФИ (2020) О значимости монооксида азота в реализации инфаркт-лимитирующего эффекта дистантного ишемического посткондиционирования при ишемии-реперфузии миокарда у молодых и старых крыс. Вес Нац Акад Навук Беларусi Сер мед навук 17(3):353–364. [Chepelev SN, Vismont FI (2020) Significance of nitrogen monoxide in the implementation of the infarctlimiting effect of remote ischemic postconditioning in myocardial ischemia-reperfusion in young and old rats. Proceed Nat Acad Sci Belarus Med series 17(3):353–364. (In Russ)]. https://doi.org/10.29235/1814-6023-2020-17-3-353-363
Groussard C, Morel I, Chevanne M, Monnier M, Cillard J, Delamarche A (2000) Free radical scavenging and antioxidant effects of lactate ion: an in vitro study. J App Physiol (1985) 89(1):169–175. https://doi.org/10.1152/jappl.2000.89.1.169
Трекова НА, Аксельрод БА, Юдичев ИИ, Гуськов ДА, Маркин АВ, Попов АМ (2016) Клинические аспекты динамики лактата крови во время операции на сердце и аорте в условиях искусственного кровообращения. Анестезиол реанимац 61(5):324–329. [Trekova NA., Aksel’rod BA, Yudichev II, Gus’kov DA, Markin AV, Popov AM (2016) Clinical aspects of the dynamics of blood lactate during surgery on the heart and aorta under conditions of cardiopulmonary bypass. Anesthes resuscitat 61(5):324–329. (In Russ)].
Чепелев СН, Висмонт ФИ, Губкин СВ (2020) О значимости гиперлактатемии в реализации инфаркт-лимитирующего эффекта дистантного ишемического посткондиционирования при ишемии-реперфузии миокарда в эксперименте. Докл Нац Акад Наук Беларуси 64(3):332–340. [Chepelev SN, Vismont FI, Goubkin SV (2020) On the significance of hyperlactatemia in the implementation of the infarct-limiting effect of remote ischemic postconditioning in myocardial ischemia-reperfusion in the experiment. Dokl Nat Acad Sci Belarus 64(3):332–340. (In Russ)]. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2020-64-3-332-340
Аринчин НИ, Фролькис ВВ, Аршавский ИА (1982) Биология старения. Ленинград Наука 616. [Arinchin NI, Frol'kis VV, Arshavskiy IA (1982) Biology of aging. Leningrad Nauka 616. (In Russ)].
Фролькис ВВ, Верхратский НС, Шевчук ВГ (1977) Нервная регуляция функции сердца при старении. Физиол журн СССР 63(8):1134–1143. [Frol'kis VV, Verkhratskiy NS, Shevchuk VG (1977) Nervous regulation of heart function during aging. Sech Physiol J USSR 63(8):1134–1143. (In Russ)].
Tang XL, Sato H, Tiwari S, Dawn B, Bi Q, Li Q, Shirk G, Bolli R (2006) Cardioprotection by postconditioning in conscious rats is limited to coronary occlusions <45 min. Am J Physiol Heart Circulat Physiol 291(5):H2308–H2317. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00479.2006
Fishbein MC, Meerbaum S, Rit J, Lando U, Kanmatsuse K, Mercier JC, Corday E, Ganz W (1981) Early phase acute myocardial infarct size quantification: validation of the triphenyl tetrazolium chloride tissue enzyme staining technique. Am Heart J 101(5):593–600. https://doi.org/10.1016/0002-8703(81)90226-x
Чепелев СН, Висмонт ФИ, Губкин СВ, Маслов ЛН (2021) Кардиопротекторная эффективность фармакологического посткондиционирования с помощью молочной кислоты при ишемии-реперфузии миокарда у крыс с транзиторной гиперхолестеринемией. Вес Нац Акад Навук Беларусі Сер мед навук 18(2):135–146. [Chepelev SN, Vismont FI, Gubkin SV, Maslov LN (2021) Cardioprotective efficiency of pharmacological postconditioning using lactic acid in ischemia-reperfusion of the myocardium in rats with transitional hypercholesterolemia. Proc Nat Acad Sci Belarus Med series 18(2):135–146. (In Russ)]. https://doi.org/10.29235/1814-6023-2021-18-2-135-146
Brooks GA (2018) The science and translation of lactate shuttle theory. Cell Metabolism 27(4):757–785. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.03.008
Zhang J, Huang F, Chen L, Li G, Lei W, Zhao J, Liao Y, Li Y, Li C, Chen M (2021) Sodium lactate accelerates M2 macrophage polarization and improves cardiac function after myocardial infarction in mice. Cardiovascular Therapeutics 2021:5530541. https://doi.org/10.1155/2021/5530541
Bergman BC, Tsvetkova T, Lowes B, Wolfel EE (2009) Myocardial glucose and lactate metabolism during rest and atrial pacing in humans. J Physiol 587(9):2087–2099. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2008.168286
Nalos M, Leverve XM, Huang SJ, Weisbrodt L, Parkin R, Seppelt IM, Ting I, Mclean AS (2014) Half-molar sodium lactate infusion improves cardiac performance in acute heart failure: a pilot randomised controlled clinical trial. Critical Care 18(2):R48. https://doi.org/10.1186/cc13793
Koyama T, Munakata M, Akima T, Kageyama T, Shibata M, Moritani K, Kanki H, Ishikawa S, Mitamura H (2016) Impact of postconditioning with lactate-enriched blood on in-hospital outcomes of patients with ST-segment elevation myocardial infarction. International J Cardiology 220:146–148. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2016.06.176
Donato M, Evelson P, Gelpi RJ (2017) Protecting the heart from ischemia/reperfusion injury: an update on remote ischemic preconditioning and postconditioning. Cur Opinion Cardiol 32(6):784–790. https://doi.org/10.1097/HCO.0000000000000447
Yin Z, Gao H, Wang H, Li L, Di C, Luan R, Tao L (2009) Ischaemic post-conditioning protects both adult and aged Sprague-Dawley rat heart from ischaemia-reperfusion injury through the phosphatidylinositol 3-kinase-AKT and glycogen synthase kinase-3beta pathways. Clin exp pharmacol physiol 36(8):756–763. https://doi.org/10.1111/j.1440-1681.2009.05148.x
Rana OR, Schauerte P, Kluttig R, Schröder JW, Koenen RR, Weber C, Nolte KW., Weis J, Hoffmann R, Marx N, Saygili E (2010) Acetylcholine as an age-dependent non-neuronal source in the heart. Autonomic Neurosci 156(1–2):82–89. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2010.04.011
Xiong J, Xue FS, Xu YC, Yang QY, Liao X, Wang WL (2009) Cholinergic agonists may produce preservation of myocardial ischaemia/reperfusion injury. Med Hypoth 73(3):312–314. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2009.03.026
Ando M, Katare RG, Kakinuma Y, Zhang D, Yamasaki F, Muramoto K, Sato T (2005) Efferent vagal nerve stimulation protects heart against ischemia-induced arrhythmias by preserving connexin43 protein. Circulation 112(2):164–170. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.104.525493
Katare RG, Ando M, Kakinuma Y, Arikawa M, Handa T, Yamasaki F, Sato T (2009) Vagal nerve stimulation prevents reperfusion injury through inhibition of opening of mitochondrial permeability transition pore independent of the bradycardiac effect. J Thoracic Cardiovascul Surgery 137(1):223–231. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2008.08.020
Donato M, Buchholz B, Rodriguez M, Perez V, Inserte J, Garcia-Dorado D, Gelpi RJ (2013) Role of the parasympathetic nervous system in cardioprotection by remote hindlimb ischaemic preconditioning. Exp Physiol 98 (2):425–434. https://doi.org/10.1113/expphysiol.2012.066217
Мрочек АГ, Булгак АГ, Басалай МВ, Барсукевич ВЧ, Гурин АВ (2014) Механизмы парасимпатических влияний на сердце в развитии противоишемического эффекта дистантного кондиционирования миокарда. Евраз кард журн 1:81–88. [Mrochek AG, Bulgak AG, Basalay MV, Barsukevich VC, Gurin AV (2014) Mechanisms of parasympathetic influences on the heart in the development of the anti-ischemic effect of distant myocardium conditioning. Euras Cardiol J 1:81–88.
Intachai K, Chattipakorn SC, Chattipakorn N, Shinlapwittayatorn K (2018) Revisiting the cardioprotective effects of acetylcholine receptor activation against myocardial ischemia/reperfusion injury. Int J Mol Sci 19(9):2466. https://doi.org/10.3390/ijms19092466