CC BY
42
УДК 616.127-004:616-079.3
И.Г. Шурыгин, И.А. Шурыгина, Н.Н. Дремина
ДИНАМИКА ФАКТОРОВ РОСТА ЭНДОТЕЛИЯ СОСУДОВ И ФИБРОБЛАСТИЧЕСКОГО ФАКТОРА РОСТА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ИНФАРКТЕ МИОКАРДА
НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН (Иркутск)
В работе исследован уровень вазоэндотелиального фактора роста (VEGF) и фактора роста фиб-робластов (FGF) при. экспериментальном, инфаркте миокарда у крыс. Их динамика сопоставлена с уровнем ферментов цитолиза — ГБДГ и КФК. Выявлено значительное повышение уровня факторов роста в сроки, от. 2 часов до 3 суток для. FGF и. от. 6 часов до 7 суток для. VEGF.
Ключевые слова: вазоэндотелиальный фактор роста, фактор роста фибробластов, эксперимент, инфаркт миокарда
DYNAMICS OF VASOENDOTHELIAL GROWTH FACTOR AND FIBROBLAST GROWTH FACTOR IN EXPERIMENTAL CARDIAC INFARCTION
M.G. Shurigin, I.A. Shurigina, N.N. Dremina
SC RRS ESSC SB RAMS, Irkutsk
In the work the authors investigated, the level of vasoendothelial growth, factor (VEGF) and fibroblast growth factor (FGF) in experimental cardiac infarction in rats. The factors' dynamics was compared, with the level of cytolytic enzymes — a-hydroxybutyrate dehydrogenase and creatine phosphokinase. Significant increasing of the growth factor level was revealed: from 2 hours till 3 days for FGF and. from. 6 hours till 7 days — for VEGF. Key words: vasoendothelial growth factor, fibroblast growth factor, experiment, cardiac infarction
Значительный прогресс, достигнутый за последние годы в области изучения неоангиогенеза и ремоделирования сосудов, связан, прежде всего, с открытием так называемых «факторов роста». В настоящее время их использование рассматривают как одно из основных возможных направлений для поиска альтернативных методов лечения ИБС [2]. В этом плане наиболее перспективно исследование роли фактора роста эндотелия сосудов (Vasoendothelial Growth Factor, VEGF) и фактора роста фибробластов (Fibroblast Growth Factor, FGF). Именно они запускают процессы ремоделирования существующих сосудов и истинного ангиогенеза — формирования новых сосудов [8].
Целью настоящего исследования явилось выявление естественной динамики уровня FGFb и VEGF при экспериментальном инфаркте миокарда у крыс.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Экспериментальная часть исследования выполнена на базе отдела экспериментальной хирургии с виварием ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН г. Иркутска (зав. отделом к.б.н. — С.А. Лепехова).
Проведен хронический эксперимент на 85 самках крыс линии Wistar весом 220 — 250 г в возрасте 9 мес. Животных содержали в условиях вивария при свободном доступе к пище и воде на рационе питания, соответствующим нормативам ГОСТа. Эксперимент выполнялся в соответствии с правилами гуманного обращения с животными, которые регламентированы «Правилами проведения работ
с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. № 755).
Инфаркт миокарда моделировали методом диатермокоагуляции околоконусной межжелудоч-ковой артерии крысы (45 животных, основная группа). В группе ложнооперированных животных (40 животных, контрольная группа) выполнялась торакотомия, но исключалось воздействие на венечные сосуды. Выведение животных из эксперимента проводили в сроки от 2 часов до 30 суток.
В сыворотке животных определяли активность креатинфосфокиназы (КФК) с помощью тест — набора фирмы «Biocon Diagnostik» (Германия) и б-гидроксибутиратдегидрогеназы (ГБДГ) — тест-набором фирмы «^rmay» (Польша). В качестве средства измерения использовали полуавтоматический биохимический анализатор Roki («Olvex Diagnosticum»).
Количественное определение концентрации основного фактора роста фибробластов (FGF2) и вазоэндотелиального фактора роста (VEGF) в образцах плазмы крови экспериментальных животных проводили методом иммуноферментного анализа с помощью наборов реагентов R&D Systems (США). Использовали иммуноферментный анализатор ELX800 фирмы BioTek (США).
В работе применялся вариационный (ANOVA/ MANOVA) анализ [7]. Критический уровень значимости критериев принимался равным 0.05. Анализ данных проводился с использованием статистического пакета R (R project, r-project.org).
170 Экспериментальные исследования в медицине и биологии
Таблица 1
Динамика ферментов цитолиза, РСР2 и \ZEGF и в сыворотке крови у экспериментальных животных
2 ч, М ±БЕ 6 ч, М ±БЕ 12 ч, М ±БЕ 1 сут., М ± БЕ 3 сут., М ± БЕ 7 сут., М ± БЕ 14 сут., М ± БЕ 30 сут., М ± БЕ
Контрольная группа 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 ±9,71
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
пг/мл 23,93 ±6,31 52,10 ± 2,17 48,73 ±9,31 25,46 ±5,47 17,23 ± 1,67 20,77 ±7,69 25,23 ± 4,07 20,57 ± 4,25
УЕЄР, пг/мл 46,93 ± 2,78 46,10 ±8,69 29,38 ±7,22 35,07 ±6,80 29,11 ±8,84 14,39 ±5,47 21,29 ± 10,93 17,56 ±9,11
Основная группа ГБДГ, МЕ/л 793,97 ± 58,63, р < 0,05 1027,36 ± 142,41 р < 0,05 825,58 ±92,90 р < 0,05 623,68 ± 121,37 р < 0,05 257,00 ± 76,80 247,63 ±50,11, р < 0,05 172,06 ± 17,03 207,60 ±41,56, р < 0,05
КФК, МЕ/л 12669,90 ± 1263,13, р < 0,05 15674,30 ±3433,51 р < 0,05 7891,35 ± 1925,71 р < 0,05 3369,42 ± 366,89 р < 0,05 2275,02 ± 744,82 2478,47 ± 607,29, р < 0,05 966,44 ± 163,38 1213,33 ±200,71
пг/мл 159,75 ± 14,45 р < 0,05 494,18 ±58,78 р < 0,05 209,68 ±43,12 р < 0,05 49,60 ±5,98 р < 0,05 38,21 ±7,34, р < 0,05 19,91 ±3,55 31,13 ±2,68 30,73 ± 9,05
УЕСР пг/мл 41,16 ±3,23 356,68 ± 108,06 р < 0,05 283,91 ±23,68 р < 0,05 70,21 ±11,03 р < 0,05 80,10 ±5,84 р < 0,05 40,25 ±8,18 р < 0,05 19,06 ±2,98 21,80 ±7,95
Примечание: р - значимость различий основной группы по сравнению с контрольной.
БЮЛЛЕТЕНЬ ВСНЦ СО РАМН, 2007, № 6 (58)
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАВНИЯ
Нами проведено изучение динамики в крови экспериментальных животных БСР2 и УБСБ при инфаркте миокарда, а также зависимость этих показателей от выраженности цитолиза. Прежде всего этот интерес был обусловлен тем, что основное количество БСР2 и УБСБ в неизмененных клетках содержится в цитоплазме [1]. Это обеспечивает быстрое освобождение фактора в случае повреждения клетки. Следовательно, выраженность цитолитического синдрома, связанная с объемом некротизирующихся клеток, должна сопровождаться соответствующей динамикой уровня факторов роста.
Для оценки динамики цитолитического синдрома при развитии инфаркта миокарда мы использовали определение активности цитоплазматических ферментов — креатинфосфокиназы (КФК) и а-гидроксибутиратдегидрогеназы (ГБДГ). Как известно, повышение активности КФК в сыворотке крови при наличии очага поражения миокарда коррелирует с величиной зоны некроза [5]. Используемое в диагностике инфаркта миокарда у человека определение кардиоспецифичной фракции КФК-МВ у крыс имеет ограничения. Это связано с тем, что соотношение уровня КФК-МВ к уровню общей КФК в миокарде и скелетной мышце у крыс имеет меньшие различия [4, 6].
Для оценки вклада самого оперативного вмешательства в динамику факторов роста и ферментов
цитолиза проведено изучение указанных показателей 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 (табл. 1). 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 ферментов цитолиза у животных основной группы в качестве базового уровня на каждой временной точке использовались данные, полученные у ложнооперированных животных.
У животных основной группы динамика ферментов цитолиза была типичной для острого инфаркта миокарда — отмечалось закономерное повышение «сывороточных маркеров» — 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 сутки уровни КФК и ГБДГ у животных данной группы были достоверно выше, чем у животных, подвергшихся ложной операции (табл. 1, рис. 1, 2). На 3 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 вариацион-
Активность КФК (среднее и дов. интервал)
Срок
Рис. 1. Динамика уровня КФК у экспериментальных животных.
Активность ГБДГ (среднее и дов. интервал)
Срок
Рис. 2. Динамика уровня ГБДГ у экспериментальных животных.
Уровень FGF2 (среднее и дов.интервал)
Срок
Рис. 3. Динамика уровня FGF2 у экспериментальных животных.
Уровень \ZEGF (среднее и дов. интервал)
Срок
Рис. 4. Динамика уровня VEGF у экспериментальных животных.
ного размаха статистической достоверности различий в этот срок не выявлено.
Несомненный интерес в данном исследовании представляли изучение динамики уровня БСР2 и УБСБ у животных под воздействием оперативного вмешательства, а также при моделировании инфаркта миокарда.
В нашем эксперименте у животных, подвергшихся ложной операции, отмечалось кратковременное повышение уровня БСР2 через 6 и 12 часов после оперативного вмешательства в 2 раза. При этом начальная концентрация (через 2 ч. после операции) составляла 23,9 ± 6,3 пг/мл. Уровень УБСБ также кратковременно повышался в сроки 2 и 6 часов после операции. К суткам после операции концентрация ростовых факторов в крови стойко нормализовалась. Такая динамика хорошо согласуется с кратковременным повышением КФК и ГБДГ при проведении ложной операции.
Учитывая травматическое воздействие самого оперативного вмешательства, такая тенденция изменения концентрации БСР2 и УБСБ вполне объяснима. Таким образом, повышение уровня БСР2 и УБСБ мы расценивали как «фоновый уровень», обусловленный операцией торакотомии.
У животных основной группы отмечено значительное повышение БСР2 с достижением максимума через 6 часов после операции. При этом уровень БСР2 достоверно превышал аналогичный
показатель у животных, подвергшихся ложной операции, в сроки 2, 6, 12 часов, 1 и 3 сут. (табл. 1, рис. 3).
Уровень УБСБ также значительно повышался (табл. 1, рис. 4) с достижением максимума в срок 6 часов послеоперации. Его уровень был достоверно выше, чем в группе контроля в сроки 6, 12 часов, 1, 3 и 7 суток после операции.
Таким образом, нами выявлено, что при экспериментальном инфаркте миокарда отмечается значительное повышение ростовых факторов — БСР2 и УБСБ, начиная с ранних сроков после возникновения ишемического повреждения. Несмотря на сходную динамику, концентрация вазоэндотелиального фактора роста нарастает медленнее, чем РСБ, и при этом длительность периода этого повышения достигает 7 суток. Учитывая короткий период полураспада УБСБ [3], его повышенный уровень на фоне нормализации цитолитических ферментов свидетельствует об активном синтезе и секреции этого фактора роста.
ЛИТЕРАТУРА
1. Заридзе Д.Г. Канцерогенез / Д.Г. Заридзе.
— М.: Медицина, 2004. — 576 с.
2. Новые подходы к лечению ишемической болезни сердца: терапевтический ангиогенез в сочетании с хирургической реваскуляризацией
миокарда I Л.А. Бокерия, Е.З. Голухова, М.В. Еремеева и др. II Тер. архив. - 2004. - № б.
- С. 25-З0.
3. A target-mediated model to describe the pharmacokinetics and hemodynamic effects of recombinant human vascular endothelial growth factor in humans I S.M. Eppler, D.L. Combs, T.D. Henry et al. II Clinical Pharmacology & Therapeutics. -2002. - Vol. 72, Is. 1. - P. 20-З2.
4. Cardiac troponins and creatine kinase content of striated muscle in common laboratory animals I S. Fredericks, G.K. Merton, M.J. Lerena et al. II Clin. Chim. Acta. - 2001. - Vol. З04, N1-2.- P. б5-74.
5. Comparison of different noninvasive methods of infarct sizing during experimental myocardial infarction I L.R. Poliner, L.M. Buja, R.W. Parkey
et al. // J. Nucl. Med. - 1977. - Vol. 18, N 6. -P. 517-523.
6. 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.
7. 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.
8. Isner J.M. Angiogenesis and vasculogenesis as therapeutic strategies for postnatal neovascularization / J.M. Isner, T. Asahara // J. Clin. Invest. - 1999. -Vol. 103, N 9. - P. 1231 -1236.
