CC BY
9
DOI 10.29254/2077-4214-2019-1-2-149-192-197 УДК 616.127-005.8-092.4:612.172.4:612.398.12 Чиж М. О., Гальченко С. €. ЕЛЕКТРОФ1ЗЮЛОПЧН1 ПОКАЗНИКИ СЕРЦЯ ТА МОЛЕКУЛЯРНО-МАСОВИЙ РОЗПОД1Л ПЕПТИД1В В СИРОВАТЦ1 КРОВ1 ЩУР1В З ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИМ 1НФАРКТОМ М1ОКАРДА 1нститут проблем крюбюлогп i крiомедицини НАН УкраТни (м. XapKiB)
n.chizh@ukr.net
Зв'язок публшацм з плановими науково-дослщ-ними роботами. Робота виконана в рамках науково! роботи 1нституту проблем крюбюлогп i крюмеди-цини НАН Укра'ши «Визначення пептидного складу сироватки кровi при шемп i некрозi мiокарда та шд час ремодуляцп серця», державний реестрацшний номер роботи 0117и000851.
Вступ. Патологiя серцево-судинно! системи за-ймае перше мiсце в структурi захворюваност I смертностi населення розвинених краш свiту. В се-редньому на рт в Укра!ш трапляються близько 40 тис. шфармчв [1].
Змша електрофiзiологiчних показнишв, пов'язаних з порушенням метаболiзму в серцевiй тканиш, поряд з больовим синдромом, е також одш-ею з перших ознак розвитку шфаркту мiокарда (1М). I тому, електрокардiографiчне (ЕКГ) дослiдження е одним iз критерив при постанову даного дiагнозу. Крiм того, дослщження динамiки показникiв ЕКГ до-зволяе оцшити ступiнь прояву морфологiчних змш серця при розвитку деструктивно-запально! реакцп в органi та провести мошторинг вiдновлення серцево-го м'яза в процес лiкувaння.
У дослiдженнях останшх рокiв зрiс iнтерес до серцево-судинних бiомaркерiв з метою оцiнки ризи-ку при iшемiчнiй хворобi серця. Особливе значення диференцшний дiaгноз шемп i некрозу мiокaрдa на-бувае при гострому коронарному синдромi [2]. На-ростаюча гiпоксiя мiокaрдa цтком може стати пер-шопричиною активацп iмунноí системи i приводити до зростання прозапальних цитокiнiв. Така посли довнiсть подiй побiчно пiдтверджуеться залежшстю рiвня прозапальних цитокiнiв вiд шеми [3,4].
Остaннiми та такими, що ще не в повнiй мiрi роз-крили свiй потенцiaл методами ключного aнaлiзу плазми кровi стали методи, засноваш на застосуван-ш протеомних та пептидомних технологiй [5]. Так1 технологи по праву займають мкце серед найвисо-кочутливiших i унiверсaльних методiв дослiдження в сучaснiй експериментaльнiй нaуцi. Вони призначен1 для вивчення повного спектра бшмв i пептидiв плазми кровi в нормi та при рiзних патолопчних станах. Молекулярно-масовий розподiл пептидiв в сиро-вaтцi кровi може бути як один iз нових мaркерiв 1М та його перебiгу, оскшьки вiдомо, що поява деяких пептидiв може вказувати на розвиток несприятливих серцево-судинних подш [6,7].
Одним з найбшьш ефективних додаткових ме-тодiв контролю гомеостазу живих систем е флу-оресцентний метод. Чим бтьше токсинiв посту-пае у кров'яне русло, тим бтьше !'х знаходяться в зв'язаному стaнi на альбумЫ [8]. За допомогою флуоресцентних зондiв можна дослiджувaти моле-кулярнi мехашзми виникнення i розвитку патолопч-них процеав, дiя на оргaнiзм бюлопчно активних ре-човин i лтарських препaрaтiв. Флуоресцентнi зонди
застосовуються також для дiагностики i прогнозу розвитку захворювань, виявлення факторiв ризику i контролю ефективностi лiкування [9,10].
Метою дослщження було проаналiзувати змши електрофiзiологiчних показникiв серця, молекуляр-но-масового розподту пептидiв в сироватцi кровi та навантажешсть альбумiну лiгандами при розвитку некрозу i ремоделюваннi серця з експерименталь-ним iнфарктом мiокарда у щурiв.
Об'ект i методи дослщження. Експерименти проводили за регламентом, затвердженим Комiтетом з бiоетики inKiK НАН УкраТни, який було розроблено вщповщно до «Загальних принципiв експерименлв на тваринах», схвалених III Нацюнальним конгресом з бiоетики (КиТв, УкраТна, 2007) i узгоджених з поло-женнями «ЕвропейськоТ конвенцп з захисту хребет-них тварин, що використовуються в експерименталь-них та шших наукових цшях» (Страсбург, Францiя, 1986).
Експерименти по моделюванню некрозу мю-карда проводили на 30 безпородних щурах-самцях масою 180-250 г пщ iнгаляцiйним наркозом на спонтанному диханш. Некроз мiокарда моделювали шляхом перев'язки проленовою ниткою № 6.0 низхщноТ гiлки лiвоТ коронарноТ артерп на межi верхньоТ та се-редньоТ третини судини [11].
Реестращю електрокардiограм (ЕКГ) здшсню-вали на апаратно-програмному комплекс «Поли Спектр-8/В», компанп «Нейрософт» (Росiя) в трьох стандартних (I, II, III) i трьох додаткових (avR, avL, avF) вщведеннях. Контурний аналiз усередненого кар-дiокомплекса проводили за допомогою программ «Полi-Спектр-Аналiз». Запис ЕКГ здiйснювали в умо-вах, максимально наближених до вшьно'Т поведiнкм тварин [12].
Для визначення молекулярно-масового розподи лу низькомолекулярних фракцш пептидноТ природи використовували метод високоефективноТ гельпро-никноТ хроматографп. Гель-фтьтрацш проводили на колонцi дiаметром 16 мм та довжиною 400 мм, заповнену полiвiнiловим гелем TSKGel Toyopearl HW-40 Finе (Япошя). Елюацiю проводили фосфатно-сольовим буфером такого складу: Na2HPO4/ NaH2PO4 - 30 ммоль/л, NaCl - 100 ммоль/л, рН - 7,5. Хромато-грами реестрували за допомогою ультрафiолетового детектора LKB -2238 Uvicord S11 при довжин хвилi 254 нм.
Сироватку кровi щурiв для спектральних досли джень розводили натрш-фосфатним буфером в 40 разiв. Середнш вмiст альбумiну в сироватцi складав 2,4 мкмоль/мл.
У дослщженнях використовували флуоресцентш зонди К-35 i Е-176, синтезованi в ДНУ «НТК 1нститут монокристалiв» НАН УкраТни (Харкiв). Для проведен-ня дослiджень зонди готували у виглядi спиртових розчинiв. Спектри флуоресценци зразкiв записува-
Таблиця 1.
Динамша електрокардiографiчних показникiв щурiв шсля моделювання iнфаркта мiокарда у I, II та avL вiдведеннях
ли на спектрофлуориметрi Cary Eclipse (Varian, Australia). Для обробки i вiзуалi-заци cneKTpiB використовували програ-му Microcal Origin 6.0. Експериментальн дослщження проводили на 1, 7, 14 та 30 добу.
Статистичну обробку результат проводили використовуючи критерш Краске-ла-Уоллiса за допомогою пакета програм STATISTICA 6.0 (StatSoft, USA).
Результати дослщжень та ix обгово-рення. Аналiз усередненого QRS комплексу щурiв у нормi показав, що на ЕКГ у II выведены зубцi q i s були вщсутш. Тривалiсть зубця R становила 29 ± 0,88 мс, а ампли туда зубця R - 0,27 ± 0,02 мВ. Амплп"уда зубця Т, що вщображае фазу вiдновлення м'язовоТ тканини серцевих шлуночмв мiж скороченнями мюкарда в нормi дорiв-нювала 10,8 ± 0,9 мВ, що становило при-близно 1/3 амплiтуди зубця R. Електрична систола шлуночмв (штервал QT), вiд яко'( залежить частота серцевих скорочень (ЧСС) в HOрмi становила 77,6 ± 1,5 мс. При Примггка. *- показники статистично значимо вiдрiзняються вiд норми, р<0,05 цьому, ЧСС дорiвнювала 408 ± 15 скорочень на хвилину (табл. 1).
Вщсутшсть реканалiзацií судини, що пов'язано з
Показники Норма 1 доба 7 доба 14 доба 30 доба
II вщведення
Р, мВ 0,03±0,01 0,03±0,01 0,02±0,01 0,03±0,01 0,02±0,01
P, мс 25±0,5 25,4±0,8 26,5±0,7 26,3±0,9 27,0±0,6
R, мВ 0,27±0,02 0,10±0,02* 0,17±0,02* 0,23±0,02 0,18±0,03
R, мс 29±0,88 21,6±2,3 23,0±1,4 27,0±1,0 25,8±1,9
Т, мВ 0,10±0,02 0,12±0,02 0,04±0,02* 0,06±0,02 0,11±0,02
T, мс 48±1,7 39,6±3,4 42,8±3,1 40,7±2,2 48,6±2,3
R-R ср., мс 148±6,0 125,4±5,6 123,0± 2,9 161,0± 37,3 123,0±4,4
ЧСС, скр./хв. 408±15,6 487,9±16,4* 491,4±10,8 444,3±44,2 491,2±18,4
Кут а, о 47±5,5 48,9±12,5 23,2±8,9* 33,2±7,3 47,4±18,9
I вщведення
R, мВ 0,17±0,02 0,07±0,02 0,17±0,02 0,21±0,03 0,14±0,06
R, мс 24,9±1,0 13,8±3,0* 24,6±1,9 25,6±1,8 17,4±5,4
avL вщведення
R, мВ 0,05±0,01 0,04±0,01 0,10±0,02 0,14±0,03 0,11±0,04
R, мс 13,2±3,4 11,0±3,1 19,9±2,9 22,5±2,5 16,6±4,7
Q, мВ - 0,10±0,02* -0,08±0,03 -0,09±0,03 -0,10±0,03
Q, мс - 23,1±1,3 21,3±4,0 18,2±1,4 20±4,0
перев'язкою а. согопапае, призводило до появи змш комплексу QRS, який набував ряд рис, характерних для розвитку найгостршоТ I гостроТ фази 1М. Перш за все, падшня ампл1туди зубця R в II I в I вщведеннях до 0,10 I 0,07 мВ вщповщно, що на 62% нижче по-казник1в норми.
Наряду з1 зниженням ампл1туди зменшувалася тривал1сть зубця R в II вщведенш на 25% I на 44% в I вщведенш. Результатом цих змш було зменшення тривалост RR 1нтервал1в до 125,4 мс при норм1 148 мс I, як наслщок, зб1льшення ЧСС на 19% (до 487 уда-р1в/хв) в пор1внянн1 з нормою, що свщчило про поси-лену функцюнальноТ активност1 серця в стан1 шеми органу.
Ампл1туда зубця Q або QS в avL в1дведенн1 у се-редньому дор1внювала м1нус 0,10 ± 0,02 мВ I трива-л1стю до 23,1 ± 1,3 мс. Також реестрували реципрокн1 (зворотш) зм1ни в avR в1дведенн1, що вказувало на наявшсть некрозу в вщповщних областях передньоТ ст1нки серця I формування у щур1в поширеного передне-бокового 1нфаркту м1окарда. Кут а, ° при цьому 1стотно не зм1нювався (табл. 1) [13,14].
Про 1шем1ю навколо некротизованих тканин м1-окарда на ЕКГ свщчила наявн1сть «коронарного» зубця Т в avF в1дведенн1. 1шем1чне пошкодження вщображалось злиттям зубця Т з комплексом QRS I формуванням елевацп сегмента ST в I, II, III та avL в1дведеннях, що свщчило про порушення кровопос-тачання (еп1кард1альне I трансмуральне 1шем1чне ушкодження) в басейш м1жшлуночковоТ г1лки л1воТ коронарноТ артери.
Таким чином, у щур1в п1сля перев'язки низхщноТ г1лки л1воТ коронарноТ артери на 1 добу реестрували електрокардюлопчш показники, що характеры для поширеного передньо-бокового некрозу мюкарда, що пщтверджувалося змшою кард1ограф1чних комп-лекс1в в II, I, I avL в1дведеннях.
В1домо, що ендотоксикоз займае одне з провщ-них м1сць в патогенез! хвороб [15]. Досить точним критер1ем наявност1 та вираженост синдрому «ме-табол1чноТ штоксикаци» в орган1зм1 е концентрац1я молекул середньоТ маси (МСМ) в сироватц1 кров1, тобто речовин з молекулярною масою в1д 300-500 до 5000, як1 несприятливо впливають на метабол1ч-н1 процеси в орган1зм1. Даний показник використо-вуеться як маркер штоксикаци р1зного генезу для визначення ступеня тяжкост патолог1чного процесу [16]. Було показано, що при 1М в сироватц1 кров1 п1д-вищуеться вм1ст МСМ [17]. У клш1ко-бюх1м1чному анал1з1 МСМ становлять 1нтерес у д1агностичному й б1орегуляторному аспектах.
Як видно з таблиц 2, на хроматограм1 пептид1в сироватки кров1 контрольних (здорових) щур1в спо-стер1гаеться 8 пшв. Максимальним з них е п1к пепти-д1в Р з середньою м.м. >10 000 I становить 61,5±5,4 %. Через 1 добу шсля моделювання 1М, в гострш фаз1, на хроматограм1 спостер1гаеться 12 п1к1в. При цьому п1к Р значно зменшуеться (до 3,3±1,0 %), I з'являються п1ки в област низькомолекулярних пеп-тид1в з м.м. в1д 290 до 527.
При накопичеш токсин1в та МСМ в кров1 зменшуеться ктьтсть в1льних м1сць зв'язування на молекул! альбум1на. Часто природн1 флуоресцентн1 властивос-т1 макромолекул не дозволяють отримати з експери-менту бажану шформац1ю. В такому раз1 обирають флуорофори, як1 мають кращ1 спектральн1 власти-вост1. Використан1 нами флуоресцентн1 зонди мають спшьш м1сця зв'язування на молекул! альбум1на з пептидами [18].
Зменшення штенсивносл флуоресценци зонд1в К-35 та Е-176 через 1 добу п1сля моделювання 1М св1дчить про збшьшення конкуренци пептид1в сироватки кров1 за м1сця зв'язування на молекул! альбум1-на та завантаженост альбум1ну л1гандами (табл. 3).
Через 7 д1б п1сля перев'язки л1воТ коронарноТ артери основн1 кард1ограф1чн1 показники майже не в1др1знялися в1д показнишв попереднього терм1-
Таблиця 2. нювався характер самоТ хроматограми. Молекулярно-масовий розподм пептидiв (%) в сироватц кровi Площа п1ка Р зб1льшилась до 41,6±0,3 щурiв в нормi та в рiзнi строки пiсля моделювання 1М
Номер niKa niK Молекуля-рна маса Норма Строк спостереження, доба
1 7 14 30
1 P >10 000 61,5±5,4 3,3±1,1 41,6±0,3 34,2±2,1 63,3±4,3
2 А 8207 - 7,6±2,3 1,0±0,1 4,1±0,2
3 A2 5214 0,8±0,1 - - 9,3±0,6 0,7±0,1
4 A4.2 2 252 0,1±0,1 - - - 0,1±0,1
5 B 1820 - - - 5,2±0,4
6 B1 1 508 2,10±0,1 - 0,6±0,2 19,1±1,7 3,1±0,2
7 B2 1 288 7,9±0,6 11,2±1,8 - - 8,9±0,1
8 C 1 104 3,8±0,1 - 0,1±0,1 5,1±0,4 3,7±0,1
9 C1 940 - 3,8±0,7 - 15,1±0,1 -
10 D 829 23,3±1,1 0,6±0,1 0,101±0,1 - 19,0±1,0
11 E 580 - 0,5±0,1 - 8,0±0,6 -
12 F 532 1,3±0,1 0,3±0,1 1,5±0,2 - 1,1±0,1
13 G 527 - 2,3±0,2 1,3±0,1 - -
14 Gl 519 - 8,6±0,1 - -
15 H 510 - 25,8±2,8 21,6±0,2 - -
16 I 490 - 30,1±2,7 8,6±0,1 - -
17 J 351 - 1,0±0,1 11,4±1,1 - -
18 K 290 - 13,4±1,1 1,5±0,1 - -
Таблиця 3.
Ытенсившсть флуоресценцп зондiв в сироватц1 KpOBi щурiв
Строк тсля моделювання 1М lнтенсивнiсть флуоресценц^', у.о.
Зонд К-35 Зонд Е-176
норма 381±13 79±6
1 доба 175±13 73±4
7 д1б 203±14 44±6
14 д1б 207±15 48±11
30 д1б 350±18 67±17
ну спостереження. В цей термш реестрували ч1ткий комплекс QRS. Ампл1туда Зубця R в II вщведенш досягала 0,17 ± 0,02 мВ, тривал1стю до 23 мс. Також в1д-значали зниження ампл1туди зубця Т I збтьшення його тривалост1 до 42 мс.
В avL в1дведенн1 реестрували глибокий зубець Q до м1нус -0,08 ± 0,03 мВ, тривал1стю 21,3 ± 4,0 мс. У 2 1з 6 щур1в, у яких на 1-у добу реестрували глибокий зубець QS вщзначали депрес1ю сегмента ST, що свщ-чило про триваючу загибель кард1ом1оцит1в в зон пошкодження.
Тривал1сть R-R 1нтервал1в достов1рно не в1др1зня-лося в1д попереднього термшу спостереження - 123 мс, I тому ЧСС залишалася на тому ж р1вн1 - 491,4 ± 10,8 удар1в / хв. Сл1д зазначити, що кут а, - показ-ник електричноТ ос серця був р1зко зм1нений (23,2 ± 8,9°), I значно в1др1знявся в1д показника попереднього термшу I норми (табл. 1). Ця обставина свщчить про початок процеав ремоделювання серця I зм1ни напрямку провщносл сигналу внасл1док орган1чного ураження серцевого тканини.
Таким чином, у тварин через 7 д1б п1сля перев'язки плки л1во'Т коронарноТ артерГТ в1дзначали перех1д найгостршоТ стадп шфаркту м1окарда в гостру I шд-гостру, що п1дтверджувалося появою глибокого сегмента ST
На хроматографах на 7 добу експерименту (гостра фаза 1М) к1льк1сть п1к1в також становило 12, але зм1-
% при наявност низькомолекулярних пептид1в, з м.м. меншою 527 (табл. 2).
На 7 добу спостер1гали змши на спектрах флуоресценцп, що проявля-лися в незначному зб1льшенн1 штен-сивност1 флуоресценцГТ зонда К-35 при зменшенш 1нтенсивност1 Е-176. Це св1д-чить, що м1сця зв'язування цих зонд1в не повн1стю сп1впадають. До 14 доби штенсившсть флуоресценцГТ зонд1в за-лишалась практично незм1нною.
У щур1в на 14 добу спостереження вщзначали ознаки адаптаци серцево-судинноТ системи до нового гемодина-м1чного стану. В1домо, що при анал1з1 морфолог1чних характеристик мюкар-да при моделюванш 1нфаркту до цього термшу спостереження вщбуваеться зам1щення некротизованих дшянок серцевого м'яза на сполучну тканину I початок формування постшфарктного рубця [19].
За результатами експерименту статистично значущих вщмшностей в1д норми до-сл1джуваних показник1в тварин з 1М у II в1дведенн1 не спостер1галося. Однак показник електричноТ ос1 серця склав 33,2 ± 7,3°, що достов1рно в1др1знявся в1д показника норми. У II вщведенш реестрували високий «коронарний» зубець Т, який свщчить про субендокард1альну 1шем1ю, в1дпов1дноТ стшки органу. У I I avL в1дведенн1 реестрували яскраво виражену депреаю сегмента ST I негативний зубець Т до - 0,15 мВ, що свщчить про субендокард1альне шем1чне пошкодження I субеп1кард1альну 1шем1ю, що характерно для тдгостроТ стадп 1нфаркту м1окарда I порушен-ня проходження електричного сигналу по серцевому м'язу в передньоб1чнш стшцг
Таким чином, на 14 добу у щур1в п1сля перев'язки л1воТ коронарноТ артерГТ по II вщведенш в1дзначали поступове в1дновлення основних електрокардюгра-ф1чних показник1в.
На цей строк спостереження (початок формування сполучно- тканинного рубця та репаративноТ реге-нерацГТ) к1льк1сть п1к1в на хроматографах зменшував-ся до 8. Але молекулярно-масовий розподт пептид1в в сироватц1 кров1 ще не повертався до норми. П1к Р все ще в два рази менше норми I становив 34,2±2,2 %. В цей строк вже не рееструвалися пептиди з м.м. меншою 580.
На 30 добу спостереження наслщки перев'язки коронарноТ артерГТ збер1галися. Переб1г захворюван-ня проходив класичним шляхом запалення, що за-к1нчуеться формуванням сполучнотканинного рубця. Стад1я рубцювання 1нфаркту мюкарда супроводжу-валася незначним зниженням амплггуди зубця R в II вщведенш до 0,18 мВ. ЧСС залишалася високою (до 491 уд/хв). Показник електричноТ ос1 серця склав 47,4±18,9°, що достов1рно в1др1знявся в1д показника норми. в I I avL вщведенш реестрували збережену в 100% випадшв депрес1ю сегмента ST I наявшсть негативного зубця Т до -0,13 мВ. На кордон зони некрозу в II, III I avF вщведеннях реестрували високий «коро-
нарний» зубець Т, який пщтверджуе наявнiсть шемп органiзму [5]. 1стинну роль пептидома ще належить
м1окарда прикордонних областей.
Таким чином, протягом всього термшу спостере-ження електрокард1ограф1чн1 показники вказували на змшу фаз розвитку експериментального шфаркту м1окарда та процеси ремоделювання серцевоТ тка-нини передньо-б1чних в1дд1л1в серця. Сл1д зазначи-ти, що за даними ЕКГ у тварин до кшця не вщбувало-ся вщновлення електроф1з1олог1чних показник1в. До 30 доби експерименту у вс1х тварин в I I avL вщведен-нях збер1галися ознаки субендокард1ального пошко-дження I субеп1кард1альноТ шемп серцевого м'яза.
Вщновлення електроф1з1олог1чних показнишв, що пов'язане з формуванням сполучно-тканинного рубця в серц1, вщповщало зм1нам молекулярно-ма-сового розпод1лу пептид1в сироватки кров1. Хромато-грама пептид1в сироватки кров1 практично не в1др1з-нялась в1д хроматограми сироватки здорових щур1в. Отже, на 30 добу спостер1гаеться нормал1зац1я мо-лекулярно-масового розпод1лу пептид1в в сироватц1 кров1 тварин, як1 перенесли 1М.
На спектрах флуоресценцп наприк1нц1 строку спо-стереження в1дм1чали 1стотне зб1льшення штенсив-ност1 флуоресценцп зонд1в, що св1дчить про змен-шення м1сць зв'язування, зайнятих пептидами. Як видно з таблиц 3, штенсившсть флуоресценцп зон-д1в залежить в1д строку, який пройшов п1сля моде-лювання 1М, I такий шдхщ може бути використаний для д1агностики шеми та вираженост1 ТТ насл1дк1в.
Окр1м регуляторних пептид1в 1снуе великий пул пептид1в, як1 е продуктами протеол1тичноТ деграда-цп б1лк1в. Довгий час весь пептидом розглядали ви-ключно з ц1еТ точки зору. Зараз все бтьше груп по-чинають вивчати деградом як потенцшне джерело д1агностичноТ шформацп. Продукти деградацп бтшв, можуть в1дображати б1олог1чн1 процеси всередин1
вивчити.
Висновки
1. Встановлено, що протягом всього терм1ну спо-стереження (30 д1б) у щур1в п1сля перев'язки низ-хщноТ плки л1воТ коронарноТ артерп, електрокардю-граф1чн1 показники вказували на зм1ну фаз розвитку експериментального шфаркту мюкарда та процеси ремоделювання тканини передньо-б1чних вщдЫв серця.
2. Встановлено зв'язок електрокардюграф1чних показник1в з пептидним проф1лем сироватки кров1, I показана можлив1сть д1агностики ранньоТ серцевоТ штоксикацп за появою низькомолекулярних пепти-д1в в сироватц1 кров1. В гостр1й фаз1 шфаркту мюкарда на 1 добу в1дм1чали змши молекулярно-масового розпод1лу, що вщображалось зниженням п1ка в об-ласт1 високомолекулярних пептид1в з м.м. > 10000 з 61,5% до 3,3%, та появою пшв в област низькомолекулярних пептид1в (м.м. 290-527).
3. Використання флуоресцентних зонд1в в клш1-ко-б1ох1м1чних анал1зах при експериментальному ¡н-фаркт1 м1окарда показало, що такий пщхщ може бути використаний для д1агностики шемп та вираженост ТТ насл1дк1в. Встановлено, що на 1 добу п1сля моде-лювання 1нфаркту м1окарда в1дм1чаеться дворазове зменшення штенсивносл флуоресцентного зонда К-35, що св1дчить про зб1льшення конкуренцп пепти-д1в за м1сця зв'язування на молекул! альбум1на.
Перспективи подальших дослiджень. Для уточ-нення патоф1з1олог1чних процес1в I визначення вкладу регуляторних пептид1в на р1зних стад1ях переб1гу 1нфаркту м1окарда в подальшому плануеться провести 1дентиф1кац1ю пептид1в сироватки кров1 методом МАЛД1.
Лггература
i.
2.
3.
6.
7.
9.
Kovalenko VM, Kornatskiy VM, Manoylenko TS. Dinamika stanu zdorov'ya narodu Ukrayini ta regionalni osoblivosti. Analitichno-statistichniy posibnik. Kiyiv; 2012. 211 s. [in Ukrainian].
Velkov VV. Novyie mezhdunarodnyie kriterii infarkta miokarda i vyisokochuvstvitelnyie troponinyi: novyie vozmozhnosti i novyie problemyi. Laboratorna diagnostika. 2013;64(2):59-71. [in Russian].
Soldatova OV, Kubyishkin AV, Ushakov AV. Dinamika urovnya provospalitelnyih tsitokinov pri razlichnyih variantah techeniya ostrogo infarkta miokarda. Biulleten Sibirskoi mieditsyny. 2017;16(1):92-100. [in Russian].
Lecour S, James RW. When are pro-inflammatory cytokines SAFE in heart failure? Eur Heart J. 2011;32 (6):680-5.
Govorun VM, Ivanov VT. Proteomika i peptidomika v fundamental'nyh i prikladnyh medicinskih issledovaniyah. Bioorg himiya. 2011;37(2):199-215. [in Russian].
Pavlov SV, Burlaka KA. Suchasni molekulyarno-genetichni markeri v diagnostitsi ta skriningu efektivnosti provedenoyi terapiyi zahvoryuvan sertsevo-sudinnoyi sistemi. Visnik problem biologii ta midicini. 2018;2(144):49-55. [in Ukrainian].
Savic-Radojevic A, Pljesa-Ercegovac M, Matic M. Novel Biomarkers of Heart Failure. Advances in Clinical Chemistry. 2017;79:93-152. Povstyaniy MYu, Sheyman BS, Osadcha Ol. Dinamika toksometrichnih pokaznikiv u hvorih z tyazhkimi ta vkray tyazhkimi opikami. Shpital'na hirurgiya. 2001;4:53-6. [in Ukrainian].
Terehov SS, Smirnov IV, Shamborant OG. Sozdanie vysokoeffektivnogo fluorescentnogo zonda dlya izucheniya biodegradacii farmakologicheskih belkovyh preparatov in vivo. Acta naturae. 2014;6(4):58-63. [in Russian].
10. Dobrecov GE. Razvitie tehnicheskogo arsenala metoda fluorescentnyh zondov. Biofizika. 2013;58(5):741-7. [in Russian].
11. Chizh NA, Babaeva AG, Sleta IV. Osobennosti razvitiya nekroza miokarda i remodelirovaniya serdca posle perevyazki koronarnoy arterii i lokal'noy kriodestrukcii levogo zheludochka. Problemy kriobiologii. 2011;21(3):321-9. [in Russian].
12. Chizh NA. Sposoby registracii elektrokardiogramm u krys dlya analiza variabel'nosti serdechnogo ritma. Eksperiment i klin medicina. 2015;68(3):44-7. [in Russian].
13. Cibul'kin NA. Sindrom udlinennogo intervala QT - osnovnye kliniko-patofiziologicheskie priznaki. Prakticheskaya medicina. 2012;60(5):98-103. [in Russian].
14. Murashko VV, Strutynskiy AV. Elektrokardiografiya. Moskva: MEDpressinform; 2004. 320 s. [in Russian].
15. Radchenko OM, Kondratyuk MO. Sindrom endogennoi intoksikacii v klinici vnutrishnih hvorob (oglyad literaturi ta vlasni sposterezhennya). Medichna gidrologiya ta reabilitaciya. 2009;7(3):25-32. [in Ukrainian].
16. Medvedev BI, Kazachkova EA, Astahova TV, Popova AS. Diagnosticheskie i prognosticheskie vozmozhnosti ispol'zovaniya pokazateley molekul sredney massy i srednemolekulyarnyh peptidov syvorotki krovi pri vospalitel'nyh zabolevaniyah organov malogo taza zhenschin. Akusherstvo i ginekologiya. 1992;3(7):38-40. [in Russian].
17. Korochkin IM. Opredelenie soderzhaniya srednemolekulyarnyh peptidov v krovi bol'nyh ostrym infarktom miokarda. Lab delo. 1988;(9):15-21. [in Russian].
18. Rogoza LA, Bogatir'ova OO, Dyubko TS. Fluorescentni zondi dlya doslidzhennya peptidiv. Biotechnologia Acta. 2013;6(5):108-14. [in Ukrainian].
19. Trofimova AV, Chizh NA, Belochkina IV, Volina VV, Sandomirskiy BP. Morfologicheskie harakteristiki serdca posle indukcii terapevticheskoy
gipotermii i vvedeniya mezenhimal'nyh stromal'nyh kletok v terapii eksperimental'nogo infarkta miokarda. Morfologiya. 2016;10(3):288-92.
[in Russian].
ЕЛЕКТРОФ1З1ОЛОГ1ЧН1 ПОКАЗНИКИ СЕРЦЯ ТА МОЛЕКУЛЯРНО-МАСОВИЙ РОЗПОД1Л ПЕПТИД1В В СИРОВАТЦ1 КРОВ1 ЩУР1В З ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИМ 1НФАРКТОМ М1ОКАРДА
Чиж М. О., Гальченко С. 6.
Резюме. Експерименти проводили на 30 безпородних щурах-самцях. Некроз мюкарда моделювали шляхом перев'язки низхщноТ гiлки лГвот коронарноТ артери. Результати. Протягом всього термшу спостережен-ня електрокардiографiчнi показники вказували на змшу фаз розвитку експериментального iнфаркту мюкарда та процеси ремоделювання серцевоТ тканини передньо^чних вщдшГв серця. За результатами аналТзу хрома-тограм пептидiв сироватки кров! щур!в встановлено, що в гострш фазi iнфаркту мiокарда на 1 добу вiдмiчали змши молекулярно-масового розподшу, що вiдображалось зниженням тка в областi високомолекулярних пептидiв з м.м. > 10000 з 61,5% до 3,3%, та появою шмв в област низькомолекулярних пептидiв дiапазонi м.м. 290-527. Зменшення iнтенсивностi флуоресценци зондГв через 1 добу тсля моделювання iнфаркту мiокарда свщчить про збтьшення навантаженостi альбумiна лiгандами. Висновки. Встановлено, що молекулярно-ма-совий розподт пептидiв в сироватцi кровГ та завантажешсть альбумiна лiгандами характернi для кожного етапу розвитку некрозу мюкарда та його ремодулювання при експериментальному шфаркт мюкарда. Такий тдхщ може бути використаний для дiагностики шфаркту мiокарда та вираженостi його наслщшв.
Ключовi слова: iнфаркт мiокарда, електрокардiографiя, сироватка кров^ пептиди, флуоресцентнi зонди.
ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СЕРДЦА И МОЛЕКУЛЯРНО-МАССОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕПТИДОВ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ КРЫС С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ИНФАРКТОМ МИОКАРДА
Чиж Н. А., Гальченко С. Е.
Резюме. Эксперименты проводили на 30 беспородных крысах-самцах. Некроз миокарда моделировали путем перевязки нисходящей ветви левой коронарной артерии. Результаты. В течение всего срока наблюдения электрокардиографические показатели указывали на смену фаз развития экспериментального инфаркта миокарда и процессы ремоделирования сердечной ткани передне-боковых отделов сердца. По результатам анализа хроматограмм пептидов сыворотки крови крыс установлено, что в острой фазе инфаркта миокарда на 1 сутки отмечали изменения молекулярно-массового распределения, отражалось снижением пика в области высокомолекулярных пептидов с м.м. > 10000 с 61,5% до 3,3%, и появлением пиков в области низкомолекулярных пептидов диапазоне м.м. 290-527. Снижение интенсивности флуоресценции зондов через 1 сутки после моделирования инфаркта миокарда свидетельствует об увеличении нагруженности альбумина лигандами. Выводы. Установлено, что молекулярно-массовое распределение пептидов в сыворотке крови и нагруженности альбумина лигандами характерны для каждого этапа развития некроза миокарда и его ремоделирование при экспериментальном инфаркте миокарда. Такой подход может быть использован для диагностики инфаркта миокарда и выраженности его последствий.
Ключевые слова: инфаркт миокарда, электрокардиография, сыворотка крови, пептиды, флуоресцентные зонды.
CARDIAC ELECTROPHYSIOLOGICAL INDICES AND PEPTIDE MOLECULAR-MASS DISTRIBUTION IN BLOOD SERUM OF RATS WITH EXPERIMENTAL MYOCARDIAL INFARCTION
Chizh M. O., Galchenko S. Ye.
Abstract. Recent studies demonstrate an increasing interest to cardio-vascular biomarkers with assessing the risk in heart ischemic disease. Along with cardiac electrophysiological indices the molecular-mass distribution of peptides appears as one of novel markers of the risk of cardiovascular complications, since they indicate the effect on developing unfavorable cardiovascular events. Fluorescent probes are also applied for diagnosis and forecasting the developing diseases, revealing the risk factors and control of the treatment efficiency.
Research aim was to analyze the changes in electrophysiological indices of heart, molecular-mass distribution of peptides in blood serum and albumin loading with ligands during developing necrosis and remodeling of heart with experimental infarction in rats.
Research object and methods. Experiments were performed in 30 outbred male rats of 180-250 g weight under inhalation anestheticon spontaneous breath under the regulations approved by the Bioethics Committee of the IPC&C of the National Academy of Sciences of Ukraine. Myocardial necrosis was simulated by left anterior descending coronary artery ligation. Electrocardiograms (ECG) were recorded with digital ECG Poly-Spectrum 8/B system (Neorsoft, Russia).
To determine the molecular weight distribution of low molecular weight fractions of peptide nature, the method of highly effective gel permeation chromatography was used. Fluorescence probes K-35 and E-176, synthesized at State Scientific Institution "Institute for Single Crystals" of the National Academy of Sciences of Ukraine (Kharkiv) was used the studies. The fluorescence spectra were recorded with a Cary Eclipse spectrometry (Varian, Australia). Microcal Origin 6.0 was used to process and visualize the spectra. Experimental studies were performed at days 1, 7, 14 and 30. The results were statistically processed with Kruskal-Wallis criterion using the STATISTICA 6.0 software (StatSoft, USA).
Results. During the entire observation period, the electrocardiographic indices noted a change in the phases of the development of an experimental myocardial infarction and the processes of remodeling of the cardiac tissue of anterior-lateral parts of the heart.
According to the analysis of the chromatogram of rat serum peptides, it was found that in an acute phase of myocardial infarction, the changes in molecular weight distribution in an acute phase of myocardial infarction were observed, which was reflected by a decrease of peak in the region of macromolecular peptides with m.w.> 10,000 from 61.5% to 3.3%, and the appearance of peaks in the region of low molecular weight peptides within the range of m.w. 290-527. Reducing the fluorescence intensity of probes in one day after the simulation of myocardial infarction indicates an increase in the loading of albumin by ligands.
Conclusions. Characteristic peptide molecular-mass distribution in blood serum and albumin loading with ligands for each stage of myocardium necrosis development and its remodeling in experimental myocardium infarction has been shown.
Key words: myocardial infarction, electrocardiography, blood serum, peptides, fluorescent probes.
Рецензент - проф. Костенко В. О.
Стаття наджшла 20.02.2019 року
DOI 10.29254/2077-4214-2019-1-2-149-197-200
UDC: [616.12-008.331.1+616.379-008.64]-056.25-005-07:616.13/.14
Shelest B. O.
VASCULAR REMODELING IN HYPERTENSIVE PATIENTS WITH DIABETES AND OBESITY Kharkov national medical university (Kharkov)
shelestb@ua.fm
Publication relation to planned scientific research projects. The work was performed within the framework of the planned scientific topics of the Kharkiv National Medical University, the Department of Internal and Professional Diseases «Improvement of cardiovascular risk assessment in presence of chronic obstructive pulmonary disease» (state registration number 0116U004989).
Introduction. The morbidity of diabetes over the past decade has increased several times and continues to grow steadily, becoming the most spread and economic-spending chronic diseases worldwide [1]. In Europe, at approximately 10,3% of males and 9,6% of females (aged over 25 years) suffer from diabetes, involving more than 66 million according to the [2]. The fasting glucose is linked with the mortality level, regardless of sex and age. Increased glucose level (100-125 mg/dL) is associated with increased mortality [3]. Diabetes mellitus is often accompanied by cardiovascular diseases that can affect its course and prognosis.
In recent years there have been lots of jobs indicating that diabetes mellitus may be a risk factor for the development of diseases, presumably influencing the reduction of patients' life expectancy [4]. The combination of AH with diabetes enhances the risk for cardio vascular diseases (CVD), retinopathy and nephropathy [5]. Diabetic patients have faster atherosclerosis development with premature vascular affection, manifested by increased contractibility of smooth muscle, higher rigidity and resistance. Consequently, these changes lead to the hypertension development [6]. According to the US data, the prevalence of arterial hypertension (AH) in patients with diabetes mellitus increases up to 74% [7].
One of the points of application of carbohydrate imbalance may be the vascular endothelium. The state of glucose metabolism is largely correlated with lipid abnormalities and blood pressure levels (BP). High glucose levels stimulate the proliferation of smooth muscular cells, vasoconstriction, impaired vascular endothelium integrity, the development of endothelial dysfunction (ED), increased stiffness of the arteries and, through these mechanisms, leads to progression of hypertension
[8]. Violation of the endothelial vascular control activity is the initial stage of atherosclerotic vascular lesion. This leads to an increase in rigidity of the arterial wall, which determines its rigidity, and an increase in the velocity of propagation of the pulse wave velocity (PWV). The thickening of the arterial walls due to hypertrophy and hyperplasia of smooth muscular cells of the media, the excitation of the connective tissue matrix of the poor elastin significantly aggravates the rigidity of the arteries leading to the decrease in their ability to change the diameter in response to fluctuations in blood pressure
[9]. It has been established that the rigidity of the aortic wall correlates with PWV. The measurement of this indicator is considered the "gold standard" for assessing vascular rigidity, and its increase is an independent predictor of cardiovascular death in hypertensive patients
[10]. In recent years, it has been proposed to evaluate the elastic properties of arteries in patients with a high risk of developing cardio vascular events (CVE) and AH with the help of the cardio-ankle vascular index (CAVI)
[11]. The interrelation of CAVI and atherosclerosis of the carotid arteries in patients with essential hypertension and left ventricular diastolic dysfunction was revealed. CAVI is considered to be a reliable and independent marker of the vascular function, in particular, its rigidity (rigidity) [11,12].
With increasing blood pressure, age-related involution changes in the vascular wall itself and the formation of atherosclerotic plaques accelerate. In addition to the age, the influence on the sex, body mass index, and smoking remains relevant. The study of AH in patients with diabetes mellitus is relevant to general medical practice. This combination is a common cause of disability and reduced life expectancy of patients.
The aim of the work was to study the peculiarities of endothelial vascular control activity and arterial wall stiffness in hypertensive patients in combination with diabetes mellitus.
Object and methods. 69 patients were examined, 39 of them were diagnosed with AH of the stage II in combination with diabetes, which made up the main (1st) group (19 men (48.7%), average age 56.7 ± 6.4 years.
