CC BY
21
УДК 616.127-004:616-079.3
И.Г. Шурыгин, Н.А. Шурыгина, Н.Н. Дремина
влияние основного фибробластического фактора роста на выраженность цитолиза при экспериментальном инфаркте миокарда
Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН (Иркутск)
На модели экспериментального инфаркта миокарда изучено влияние основного фактора роста фибробластов (FGF2) на уровень креатинфосфокиназы. и. а-гидроксибутиратдегидрогеназы. Выявлено, что FGF2 обладает, цитопротективным эффектом, приводя, к быстрому ограничению цитолиза. Ключевые слова: фибробластический фактор роста, цитолиз, инфаркт миокарда
iNFLuENcE oF BAsic FIBRoBLAsT GRowTH factor on THE cYTOLYTic sYNDRoME at experimental myocardial infarction
M.G. Shurygin, I.A. Shurygina, N.N. Dremina
Scientific center of reconstructive and restorative surgery of SB RAMS, Irkutsk
We investigated, the influence of basic fibroblast growth, factor (FGF2) on the creatine kinase and a-hidroxibutiratdehidroghenaza levels at experimental myocardial infarction. We discovered that FGF2 has cytoprotective effect and causes quick restriction, of cytolysis.
Key words: fibroblastic growth factor, cytolysis, cardiac infarction
Ростовые факторы семейства фибробластического фактора роста (FGF) являются мощными модуляторами клеточной дифференцировки, пролиферации и выживаемости. FGF играют важную роль in vivo в нормальных физиологических процессах, таких как эмбриональное развитие, дифференцировка клеток нервной системы, заживление ран, ангиогенез [4, 8, 9, 12]. Ни один из известных к настоящему времени факторов не обладает таким широким спектром эффектов, как фактор роста фибробластов. Кроме фибробластов, клетками-мишенями FGF в плане пролиферативного эффекта являются эндотелиальные клетки, гладкомышечные клетки сосудов, хондроциты, меланоциты [15]. Кроме этого, фактор принимает участие в дифференцировке адипоцитов, подавляет апоптоз нейронов и стимулирует выработку IL-6 [3, 13].
Нельзя не отметить, что функции основного FGF (FGF2) не ограничиваются стимуляцией пролиферации, митозов и миграции клеток. Этот цитокин оказывает также гистопротекторное действие, способствуя выживанию клеток в условиях гипоксии и при повреждении тканей. В частности, отмечено уменьшение зоны инфаркта миокарда в первые часы после внутривенного введения FGF2, когда еще не успевали сформироваться новые сосуды [2, 10, 14]. Однако до настоящего времени не изучено влияние данного фактора роста на выраженность цитолиза при остром инфаркте миокарда.
Целью настоящего исследования явилось изучение влияния повышенных и искусственно сниженных концентраций FGF на выраженность цитолиза при экспериментальном инфаркте миокарда.
материал и методы исследования
Проведен хронический эксперимент на 166 самках крыс линии Wistar весом 220 — 250 г в возрасте 9 месяцев. Инфаркт миокарда моделировали методом диатермокоагуляции межжелудочковой артерии крысы под внутрибрюшинным наркозом. Исследования у животных контрольной группы проводили при течении инфаркта миокарда без изменения естественного уровня фактора роста. В группе «FGF» вводили FGF2 (Sigma F0291 Lot 124K0797) в дозе 100 нг (объем инъекции — 0,1 мл) однократно через 1,5 часа после операции, а в сроки 6 часов и 1 сутки производилось введение физиологического раствора (0,85% раствор NaCl); в группе «anti-FGF» вводили моноклональные анти-FGF2-антитела (Sigma F6162 Lot 025K4835) в дозе 2 мкг (объем инъекции — 0,1 мл) трехкратно через 1,5 и 6 часов и 3 суток. В контрольной группе и группе ложнооперированных животных в сроки 1,5 и 6 часов и 3 суток производили внутрисердечную инъекцию 0,1 мл 0,85% раствора NaCl.
Животных выводили из эксперимента в сроки от 2 часов до 30 суток после операции. В сыворотке животных определяли активность креатинфосфокиназы (КФК) с помощью тест-набора фирмы «Biocon Diagnostik» (Германия) и а-гидроксибутиратдегидрогеназы (ГБДГ) с помощью тест-набора фирмы «^rmay» (Польша). В качестве средства измерения использовали полуавтоматический биохимический анализатор Roki («Olvex Diagnosticum»).
Все исследования проведены в соответствии с правилами гуманного обращения с животными, которые регламентированы «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министер-
ства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. № 755).
В работе применялся вариационный (ANOVA/ MANOVA) анализ [1, 11]. Критический уровень значимости критериев принимался равным 0,05. Анализ данных проводился с использованием статистического пакета R (R project, r-project.org).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Нами изучено влияние FGF2 на выраженность цитолиза. Для оценки динамики разрушения кар-диомиоцитов при развитии инфаркта миокарда мы использовали определение активности цитоплазматических ферментов — КФК и ГБДГ. Как известно, повышение активности КФК в сыворотке крови при наличии очага поражения миокарда коррелирует с величиной зоны некроза [6]. Используемое в диагностике инфаркта миокарда у человека определение кардиоспецифичной фракции КФК-MB у крыс имеет ограничения. Это связано с тем, что соотношение уровня КФК-MB с уровнем общей КФК в миокарде и скелетной мышце у крыс имеет меньшие различия [5, 7].
Для оценки вклада самого оперативного вмешательства в динамику ферментов цитолиза эти исследования проведены также у животных, подвергшихся ложной операции.
Выявлено, что у ложнооперированных животных отмечалось двукратное повышение уровней ГБДГ и КФК в сроки 2 и 6 часов после операции с быстрым снижением уже через 12 — 24 часа после оперативного вмешательства. Наблюдаемое явление вполне согласуется с данными о том, что повышение активности КФК и ГБДГ может появиться в ответ на любое повреждение мышечной ткани.
В последующем при анализе уровня ферментов цитолиза у экспериментальных животных в качестве базового уровня на каждой временной точке использовались данные, полученные у ложнооперированных животных.
У животных контрольной группы динамика ферментов цитолиза была типичной для острого инфаркта миокарда — отмечалось закономерное повышение «сывороточных маркеров инфаркта миокарда» (КФК и ГБДГ) уже через 2 часа после операции, достигающее максимума через 6 часов после оперативного вмешательства с постепенным снижением уровня ферментов в последующие сроки. В сроки 2, 6, 12 часов, 1 и 7 суток уровни КФК и ГБДГ у животных данной группы были достоверно выше, чем у животных, подвергшихся ложной операции (табл. 1). На 3-е сутки мы также наблюдали более высокие показатели активности КФК и ГБДГ в контроле в сравнении с группой животных с ложной операцией, однако из-за большого вариационного размаха статистической достоверности различий в этот срок не выявлено.
У животных, получавших FGF2 внутрисердеч-но, максимальное значение уровня ГБДГ отмечено уже на самом раннем сроке (2 часа) в отличие от контрольной группы (6 часов). При этом уровень ГБДГ у животных, получавших FGF2, через 2 часа после операции был достоверно выше, чем в контрольной группе (1270,56 ± 94,55 в сравнении с 793,97 ± 58,63 МЕ/л, р < 0,05). В сроки 6 и 12 часов у животных, получавших FGF2, уровень ГБДГ был практически идентичен наблюдаемому в группе контроля. Однако к 7-м суткам мы зарегистрировали снижение активности ГБДГ в сыворотке до уровня, наблюдаемого у ложнооперированных
Таблица 1
Динамика ферментов цитолиза в сыворотке крови у животных в эксперименте
2 ч., M ± SE 6 ч., M ± SE 12 ч., M ± SE 1 сут., M ± SE 3 сут., M ± SE 7 сут., M ± SE 14 сут., M ± SE 30 сут., M ± SE
Ложная операция ГБДГ (МЕ/л) 331,20 ± 19,01 312,50 ± 55,36 209,57 ± 12,66 212,87 ± 35,37 121,43 ± 15,62 128,07 ± 18,74 163,73 ± 21,27 109,57 ± 9,7 1
КФК (МЕ/л) 1958,37 ± 283,34 1687,37 ± 244,16 982,50 ± 95,50 793,68 ± 65,12 768,43 ± 109,79 792,60 ± 76,35 740,21 ± 89,52 721,70 ± 151,36
Контроль ГБДГ (МЕ/л) 793,97 ± 58,63, р„ < 0,05 1027,36 ± 142,41 р„ < 0,05 825,58 ± 92,90 рл < 0,05 623,68 ± 121,37 рл < 0,05 257,00 ± 76,80 247,63 ± 50,11, рл < 0,05 172,06 ± 17,03 207,60 ± 41,56, рл < 0,05
КФК (МЕ/л) 12669,90 ± 1 263,13, рл < 0,05 15674,30 ± 3433,51 рл < 0,05 7891,35 ± 1925,71 рл < 0,05 3369,42 ± 366,89 рл < 0,05 2275,02 ± 744,82 p± 2 6 0 о.,® 02 5 , 966,44 ± 163,38 1213,33 ± 200,71
и_ О и_ ГБДГ (МЕ/л) 1270,56 ± 94,55, Рк< 0,01 1014,50 ± 135,78 805,62 ± 154,81 396,88 ± 86,48 162,23 ± 39,71 99,98 ± 8,21, рк < 0,05 149,22 ± 40,88 103,60 ± 11,43, рк < 0,05
КФК (МЕ/л) 11641,82 ± 1 298,84 11066,92 ± 1631,25 6119,12 ± 864,47 1940,50 ± 642,43 1718,96 ± 240,54 1440,12 ± 235,98 1493,76 ± 345,22 1155,71 ± 144,36
и_ 0 UL S 1- 1 ГО ГБДГ (МЕ/л) 1023,90 ± 157,33 1347,34 ± 195,66 947,80 ± 205,1 248,94 ± 31,31, рк < 0,05 200,98 ± 45,39 166,20 ± 23,68; Pfgf<0,05 164,20 ± 16,48 189,60 ± 38,41
КФК (МЕ/л) 14375,44 ± 1 302,47 11941,80 ± 1234,15 10197,05 ± 1677,27 1618,48 ± 118,07, рк < 0,05 1215,25 ± 558,69 1646,35 ± 97,09 1233,75 ± 260,29 1268,88 ± 184,76
Примечание: рл - значимость различий контрольной группы, по сравнению с ложной операцией; рк - значимость различий, по сравнению с контрольной группой; ргер - значимость различий у животных, получавших анти-Рв. по сравнению с животными, получавшими РвР2.
животных, в то время как в контрольной группе этот показатель оставался повышенным.
Динамика уровня КФК у животных в группе FGF имела такие же тенденции, но в сравнении с контрольной группой статистически значимых различий не выявлено.
В группе животных, которым вводили анти-FGF2, пик активности ГБДГ так же, как в группе контроля, приходился на 6 часов после операции. В последующем наблюдалось быстрое снижение уровня фермента, и к 1-м суткам после операции активность ГБДГ в сыворотке у животных этой группы становилась сопоставимой с ложнооперир-рованными животными, значимо отличаясь от контрольной группы (248,94 ± 31,31 и 623,68 ± 121,37 соответственно, p < 0,05).
Активность КФК у животных, получавших анти-FGF2, имела общую динамику, сходную с наблюдаемой в группе FGF — максимальный уровень уже через 2 часа с последующим снижением. Однако, как и в случае с ГБДГ, между 12 и 24 часами наблюдалось быстрое снижение активности, что приводило к появлению статистически достоверных различий с показателями уровня КФК в контрольной группе. В более поздние сроки имелась тенденция к более низким значениям уровня КФК в группе животных с применением анти-FGF2, однако статистической достоверности различий не выявлено (табл. 1).
Таким образом, нами показано, что в группе ложнооперировнных животных повышение активности цитолитических ферментов, вызванное оперативным вмешательством, незначительное, в остальных группах отмечено многократное повышение уровня цитоплазматических ферментов ГБДГ и КФК в сыворотке крови экспериментальных животных. Выявлено, что FGF2 обладает ци-топротективным эффектом, приводя к быстрому ограничению цитолиза.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гланц С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц. — М.: Практика, 1999. — 459 с.
2. Activation of FGFR1-beta signaling pathway promotes survival, migration and resistance to chemotherapy in acute myeloid leukemia cells / M.A. Kara-jannis, L. Vincent, R. Direnzo [et al.] // Leukemia.
- 2006. - Vol. 20, N 6. - P. 979-986.
3. Alzheimer C. Fibroblast growth factors and neuroprotection / C. Alzheimer, S. Werner // Adv. Exp. Med. Biol. - 2002. - Vol. 513. - P. 335-351.
4. Angiogenic and angiostatic factors in the molecular control of angiogenesis / J.H. Distler, A. Hirth,
M. Kurowska-Stolarska [et al.] // Q. J. Nucl. Med. — 2003. - Vol. 47, N 3. - P. 149-161.
5. Cardiac troponins and creatine kinase content of striated muscle in common laboratory animals / S. Fredericks, G.K. Merton, M.J. Lerena [et al.] // Clin. Chim. Acta. - 2001. - Vol. 304, N 1-2. -P. 65-74.
6. Comparison of different noninvasive methods of infarct sizing during experimental myocardial infarction / L.R. Poliner, L.M. Buja, R.W. Parkey [et al.] // J. Nucl. Med. - 1977. - Vol. 18, N 6. - P. 517523.
7. Effects of angiotensin-converting enzyme inhibition on changes in left ventricular myocardial creatine kinase system after myocardial infarction: their relation to ventricular remodeling and function / E. Hironaka, M. Hongo, M. Azegami [et al.] // Jpn. Heart J. - 2003. - Vol. 44, N 4. - P. 537-546.
8. Enhanced angiogenesis through controlled release of basic fibroblast growth factor from peptide amphiphile for tissue regeneration / H. Hosseinkhani, M. Hosseinkhani, A. Khademhosseini [et al.] // Biomaterials. - 2006. - Vol. 27, N 34. - P. 5836-5844.
9. FGF2 plays a key role in embryonic cerebrospinal fluid trophic properties over chick embryo neuroepithelial stem cells / C. Martin, D. Bueno, M.I. Alonso [et al.] // Dev. Biol. - 2006. - Vol. 297, N 2. - P. 402-416.
10. Frangogiannis N. T argeting the inflammatory response in healing myocardial infarcts / N. Frangogi-annis // Curr. Med. Chem. - 2006. - Vol. 13, N 16.
- P. 1877-1893.
11. Glantz S.A. Primer of applied regression and analysis of variance / S.A. Glantz, B.K. Slinker. - N.-Y.: McGraw-Hill; Appleton & Lange, 2000. - 949 p.
12. Miyake K. Mechanical injury and repair of cells / K. Miyake, P.L. McNeil // Crit. Care Med. -2003.- Vol. 31, N 8, Suppl. 1. - P. 496-501.
13. Production of basic fibroblast growth factor and interleukin 6 by human smooth muscle cells following infection with Chlamydia pneumoniae / J. Rodel, M. Woytas, A. Groh [et al.] // Infect. Im-mun. - 2000. - Vol. 68, N 6. - P. 3635-3641.
14. Senger D.R. Molecular framework for an-giogenesis: a complex web of interactions between extravasated plasma proteins and endothelial cell proteins induced by angiogenic cytokines / D.R. Senger // Am. J. Pathol. - 1996. - Vol. 149. - P. 1-7.
15. Senger D.R. VEGF expression by epithelial and stromal cell compartments: resolving a controversy / D.R. Senger, L. Van De Water // Am. J. Pathol. -2000. - Vol. 157, N 1. - P. 1-3.
