CC BY
44
АПОПТОЗ НЕЙТРОФИЛОВ КАК ПАРАМЕТР ВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ РЕАКЦИИ ПРИ ПАТОЛОГИИ
РАЗЛИЧНОГО ГЕНЕЗА
А.В. ПАСЕЧНИК, В.А. ФРОЛОВ, Н.Г. ГВОЗДЬ, Д.К. ЛЬЯНОВА, Ф.Ю. ДАУРОВА,
А.А. ПАСЕЧНИК
Кафедра патологической физиологии РУДН. Москва. 117198. ул. Миклухо-Маклая, д.8
Медицинский факультет
Эволюция гипертонической болезни, патогенез инфаркта миокарда, развитие гипертрофического процесса в миокарде сопровождаются изменением фенотипа клеток в результате изменения экспрессии различных провоспалительных генов. Большое значение имеет локальная “экспансия" и апоптоз полиморфонуклеарных лейкоцитов, модификация экспрессии генов компонентов системы ренин-ангиотензин и Р-адренергических рецепторов, а также генов белков, участвующих в регуляции окислительного метаболизма. Изменение функции сократительных кардиомиоцитов может быть связано как с непосредственным их повреждением, так и модуляцией ответа на различные эндогенные биологически активные вещества, в том числе воспалительные цитокины, аутокринные и паракринные факторы, гормоны. Адаптационный процесс в миокарде детерминируется апоптозом и прооксидантной активностью лейкоцитов, участвующих в развитии воспаления, инфаркта миокарда и стрессорного холодового воздействия. Метаболически активные и мембранопротективные фармацевтические препараты (триметазидин-ингибитор митохондриальной длинноцепочечной 3-кетоацил-КоА-тиолазы) являются новым классом лекарственных веществ, которые направленно модифицируют использование энергетических субстратов в головном мозге и в сердце, уменьшая степень ишемического повреждения нейронов головного мозга и кардиомиоцитов. Изучение триме-тазидина продолжается, добавляя новые сведения о механизмах его действия. Ишемические повреждения миокарда включают генерацию активных форм кислорода (АФК) и хемотаксис полиморфноядерных нейтрофилов. Ловушки свободных радикалов имеют важное терапевтическое значение. Защита от гипоксических повреждений триметазиди-ном была показана на культуре клеток- астроцитов- по критерию снижения числа некротических и апоптозных клеток в среде культивирования, содержащей триметазидин. Триглицеридемия усиливает ишемическое повреждение миокарда. Выход эндотелина во время реперфузии коррелирует с концентрацией триглицеридов. Высокий уровень триглицеридов препятствует восстановлению миокарда после ишемии в результате сниженной перфузии в ассоциации с выделением эндотелина. Таким образом, гипертриглице-ридемия дозозависимо усиливает ишемическое повреждение и снижает апоптоз воспалительных клеток. Триметазидин влияет на синтез сложных липидов в миокарде и в других органах. Цитопротекция осуществляется за счет снижения утилизации жирных кислот для образования энергии и за счет большего их включения в структурные липиды. Это определено по включению меченого глицерола в культуру кардиомиоцитов в изолированные сердца, а также в опытах in vivo в миокард и некоторые другие ткани (печень, улитка внутреннего уха, сетчатка глаза).
Благодаря короткой продолжительности жизни, роли в воспалительных реакциях, нейтрофилы (PMN) активно используются для изучения апоптоза. Триметазидин (TMZ) относится к новому классу препаратов, влияющих на клеточный метаболизм и обладающих антиоксидантным эффектом. В настоящем исследовании мы определяли выраженность апоптоза лейкоцитов при развитии острого инфаркта миокарда и артериальной гипертензии (в экспериментальных условиях исследовали развитие катехоламиновых некрозов миокарда в условиях холодового стресса различной продолжительности и феномен Артюса-Сахарова). Полученные данные сравнивались с уровнем различных цито-кинов. Апоптоз изолированных нейтрофилов (PMN) был достоверно уменьшен при развитии острого инфаркта миокарда (контроль- 51.4 % +/-I2.5; стенокардия- 44.8 % +/-13.4; острый инфаркт- 20.5 % +/-8.4). Кроме того, сыворотка пациентов с острым ин-
фарктом миокарда достоверно уменьшила апоптоз PMN от здоровых доноров. Анализ сыворотки пациентов продемонстрировал повышенные концентрации ФИО, IL-6. Терапевтическая модуляция этих детерминантов жизнедеятельности PMN может обеспечивать новый подход для регуляции провоспалительных маркеров ишемии миокарда и нормализовать параметры апоптоза полиморфонуклеарных лейкоцитов. Еще одним аспектом настоящего исследования, выполненного при моделировании изопротеренолом ишемии миокарда, явилось обнаружение дополнительного (провоспалительного) эффекта холодового стресса, что сопровождалось проатерогенными изменениями липидов, модуляцией цитокиного профиля и изменениями апоптоза фагоцитарных клеток (нейтрофилов). Что касается эффектов триметазидина, то нами выявлена достоверная отрицательная корреляция между гиперинсулинемией, гипергликемией и уровнем апоптоза воспалительных клеток и кардиомиоцитов. TMZ влияет на синтез фосфолипидов в желудочковых кардиомиоцитах, в том числе и на синтез фосфатидилинозитола, чем способствует миоцитопротекции в процессе патологической гипертрофии миокарда в условиях хронической а-адренергической стимуляции. Точка приложения для триметазидина- матрикс митохондрий, локализующиеся в нем специфические ферменты р-окисле-ния жирных кислот, в частности, длинноцепочечная 3-кетоацилтиолаза или ацетил-КоА-ацилтрансфераза.
Цель настоящей работы состояла также и в том, чтобы изучить развитие гипертен-зивного процесса и гипертрофической реакции в миокарде кроликов в условиях холодового стресса. Артериальное давление и уровни плазменных катехоламинов, глюкозы сыворотки и инсулина были измерены, и гистологический анализ почки и надпочечника был проведен во всех группах. После недели стрессорного холодового воздействия уровень прессорной реакции был стабилизирован на повышенных уровнях. Существенные увеличения были также зафиксированы в плазменных уровнях адреналина и концентрациях инсулина сыворотки в кроликах, которые подверглись холодовому стрессу. В экспериментальной группе животных также отмечено развитие гипертрофии сердечной мышцы, которая модифицировалась (как и уровень артериального давления) триметази-дином, вовлекая механизм модуляции провоспалительных свойств полиморфонуклеаров (апоптоз).
POLYMORPHONUCLEAR LEUKOCYTE APOPTOSIS AS PARAMETER OF INFLAMMATORY REACTION IN THE PATHOLOGY OF DIFFERENT GENESIS
A.V. PASECHNIK, V.A. FROLOV, N.G. GVOZD, D.K. LIANOVA, F.J. DAUROVA,
A.A. PASECHNIK
Department of pathological physiology RPFU. Moscow. 117198. M-Maklaya st., 8.
Medical faculty
With a half-life of 8-20 hours, PMNs are short-lived cells. In the absence of inflammatory stimuli, PMNs undergo genetically programmed cell death, or apoptosis, characterized by cytoplasmic shrinkage, nuclear condensation, membrane blebbing, DNA fragmentation, and formation of apoptotic bodies. Trimetazidine (TMZ) concerns to a new class of the preparations influencing a tellular metabolism and possessing antioxidation activity. Mechanisms of action of this preparation are actively studied. This study determined polymorphonuclear neutrophils apoptosis and its underlying mechanisms in controls (C), patients with stable (SAP) or unstable angina (UAP), and with acute myocardial infarction (AMI). Blood was drawn from 15 subjects of each C, SAP, UAP, and AMI. Apoptosis was measured by flow cytometry in isolated PMN (propidium iodide staining) and PMN from whole blood. Enzyme-linked immunosorbent assay determined serum cytokines. Apoptosis of isolated PMN was delayed significantly in acute coronary syndromes (ACS) as compared with SAP or С (С, 51.4+/-12.5%; SAP, 44.8+/-13.4%, UAP, 28.3+/-10.2%; AMI, 20.5+/-8.4%, AMI or UAP vs. SAP or C, P<0.001). Moreover, serum of patients with ACS markedly reduced apoptosis of PMN from healthy donors. Analysis of patients' sera revealed significantly elevated concentrations of tumor necrosis factor alpha, interferon-gamma (IFN-gamma), granulocyte macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF), and interleukin (IL)-l beta in ACS (vs. С and SAP). This study demonstrates a pronounced delay of PMN apoptosis in UAP and AMI, which may result from increased serum levels of [FN-gamma, GM-CSF, and IL-lbeta and from enhanced platelet activation Therapeutical modulation of these determinants of PMN lifespan may provide a new concept for the control of inflammation in ACS. These results demonstrate that ischemia/reperfusion injury, apoptotic cell death and immune responses may be exacerbated by cold stress To one of results of our work began revealing steady
negative correlation between a level of insulinoresistantion, estimated according to value of concentration of glucose in blood, and efficiency of action ol'trimetazidine, estimated according to a parameter of apoptosis of cardyomyocytes in a cardiac muscle of rabbits in experiment and apoptosis of polymorphonuclear neitrophils in peripheral blood of patients in clinic Direct exposure of whole blood to clinically relevant concentrations of trimetazidme in the absence of infection resulted in modest yet significant delayed of PMN survival (increased apoptosis). The purpose of this study was to determine whether cold-stress stimulation produces continuous hypertension in rabbits. Rabbits were kept in cages with a 0 degrees C’ floor and 23 degrees C room temperature (cold-stressed group, n = 10) or in cages with 23 degrees C floor and 23 degrees C room temperature (control group, n = 10). BP and levels of plasma catecholamines, serum glucose, and serum insulin were measured, and the histologic characteristics of the kidney and adrenal gland were studied in all groups. After a week of localized cold-stress, BP of the experimental rats were significantly increased over those of the control rats. Significant increases were also seen in plasma epinephrine and norepinephrine, as well as serum insulin concentrations in the rabbits that underwent localized cold stimulation; these changes were not observed in the control rabbits.
