CC BY
78
№ 3 - 2014 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки
УДК 616.127-005.4:615
МОДИФИКАЦИЯ МЕТОДА ИШЕМИИ/РЕПЕРФУЗИИ МИОКАРДА
К. И. Ершов1. А. В. Ноговицин1. М. А. Галунская1, А. А. Серяпина2, К. В. Егорова1,
К. И. Бахарева1
1ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава
России (г. Новосибирск) 2ФГБУН «Институт цитологии и генетики» СО РАН (г. Новосибирск)
Цель исследования — разработка метода обратимой окклюзии левой коронарной артерии у крыс без применения аппарата искусственной вентиляции легких. 30-минутная ишемия миокарда была проведена с помощью лигатуры левой коронарной артерии на крысах-самцах Wistar. В ходе эксперимента у животных записывали ЭКГ. В результате перевязки был вызван инфаркт миокарда, характеризующийся повышением амплитуды зубца Т и снижением амплитуды комплекса QRS. При ишемии/реперфузии восстановление амплитуды QRS происходило уже ко 2-м суткам, а при необратимой окклюзии лишь через неделю.
Ключевые слова: инфаркт миокарда, ишемия/реперфузия, временная окклюзия, левая коронарная артерия.
Ершов Константин Игоревич — кандидат биологических наук, ассистент кафедры фармакологии фармацевтического факультета ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 236-09-02, e-mail: [email protected]
Ноговицин Алексей Вадимович — студент 3-го курса стоматологического факультета ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», e-mail: [email protected]
Галунская Мария Алексеевна — студент 5-го курса стоматологического факультета ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», e-mail: [email protected]
Серяпина Алиса Алексеевна — аспирант ФГБУН «Институт цитологии и генетики», e-mail: [email protected]
Егорова Ксения Владимировна — студент 3-го курса стоматологического факультета ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», e-mail: [email protected]
Бахарева Ксения Игоревна — студент 5-го курса педиатрического факультета ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», e-mail: [email protected]
Введение. Инфаркт миокарда (ИМ), как одно из клинических проявлений ишемической болезни сердца (ИБС), является одной из главных причин смертности в мире (12 % от общего числа смертей). В связи с этим важной задачей экспериментальной медицины становится как можно более точное моделирование ИМ и поиски новых способов борьбы с ним.
Наиболее распространенным оперативным методом воспроизведения ИМ является наложение лигатур на различные ветви венечных сосудов сердца. Так, перевязка нисходящей ветви левой коронарной артерии у собак сопровождается образованием инфаркта в передней стенке левого желудочка и передней части межжелудочковой перегородки. Аналогичная операция на крысах также приводит к возникновению ИМ, который воспроизводит человеческий ИМ как по внешним признакам, так и по характеристикам ЭКГ [1, 2].
Описанные выше методики подразумевают необратимую окклюзию коронарной артерии, которая является адекватной моделью ишемии миокарда, однако не учитывает возможности реперфузии, в то время как возобновление тока крови является самым эффективным способом прекращения действия патогенных факторов ишемии миокарда и устранения последствий их влияния на сердце. Для изучения различных механизмов коронарной недостаточности и явления ишемии-реперфузии применяют методику временного пережатия венечных сосудов в хронических опытах. Например, В. М. Позин накладывал дистантно управляемую петлю на одну из ветвей левой коронарной артерии у собак. Ее концы были выведены под кожу вдали от операционной раны, таким образом, после операции можно было многократно затягивать и распускать эту петлю, наблюдая над различными эффектами изменения коронарного кровотока. Д. Д. Твилдиани предложил специальную канюлю для градуированного сужения просвета коронарного сосуда [3].
Кратковременное пережатие коронарной артерии возможно и при работе с более мелкими животными. На левую нисходящую артерию крысы накладывается скользящий узел, и после 30-минутной ишемии, гарантирующей возникновение ИМ, его ослабляют, предоставляя условия для реперфузии [5]. Временный узел также можно ослаблять и снова затягивать в ходе эксперимента, например, при изучении явления прекондиционирования, где требуется создать несколько 5-минутных периодов окклюзии, перемежающихся такими же по длительности периодами реперфузии [4]. Подобные исследования предоставляют широкие возможности для изучения механизмов ишемии и реперфузии, однако технически осуществимы лишь при наличии аппарата искусственной вентиляции легких (ИВЛ).
Методы исследования. Ранее нами уже применялась необратимая перевязка левой нисходящей коронарной артерии у крыс без использования аппарата ИВЛ в рамках экспериментального моделирования ИМ с последующим лечением [2]. Используя опыт предыдущих экспериментов, мы решили добиться адекватного моделирования ИМ с возможностью ослабления узла, пережимающего артерию, для осуществления реперфузии миокарда.
Заблаговременно до начала операции подготавливали небольшой (5-7 мм) фрагмент катетера (зонд питательный СН^Я-04), который прокалывали поперечно в середине длины и нанизывали на нить атравматической иглы (Капрон ^Р 5-0), которая впоследствии применялась для наложения лигатуры. Затем для фиксации катетера
на нити вокруг него завязывался узел. Полученная конструкция давала возможность для временного наложения лигатуры на сосуд.
Перед операцией животному интраперитонеально вводили инъекционный наркоз (смесь золетила и ксилозина). Укладывали на операционный столик и регистрировали ЭКГ до операции. Дальнейшие манипуляции проводились с максимальным соблюдением правил асептики и антисептики. Рассекали кожу и мышцы на уровне 3-6-го ребер, отступая влево от грудины на 1 см. 4-е, 5-е и 6-е ребра также рассекали, открывая доступ к сердцу. Накладывали лигатуру на левую нисходящую коронарную артерию на расстоянии около 3 мм ниже левого предсердия. Фрагмент катетера при этом оказывался между артерией и узлом лигатуры, не препятствуя сдавливанию сосуда нитью и одновременно обеспечивая возможность ослабления узла. Время нахождения в открытой грудной клетке составляло не более 3 мин. Вентиляция легких во время работы в открытой грудной клетке осуществлялась с помощью детского ручного легочного реанимационного мешка (Unomedical). Затем зашивали мышцы и ребра, прикрывали рану салфеткой, смоченной в физиологическом растворе, и клали животное на левый бок, чтобы облегчить функционирование правого легкого, наименее затронутого в ходе операции. По прошествии 30 мин от момента перевязки артерии снова регистрировали ЭКГ для подтверждения факта возникновения ИМ. Далее снимали швы, вновь открывая грудную полость, ослабляли лигатуру и извлекали нить вместе с фрагментом катетера, затем послойно зашивали рану. Непосредственно перед наложением кожных швов рану обрабатывали антибиотиком (ампициллином). ЭКГ также регистрировалась через 30, 90 мин от момента начала реперфузии, через двое суток, неделю после операции.
Результаты исследования. По прошествии 30 мин после операции в I отведении у животных наблюдалось резкое повышение амплитуды зубца Т и снижение амплитуды комплекса QRS (рис. 1). Это свидетельствует о наличии ИМ, индуцированного перевязкой артерии. Через 30 и 90 мин после реперфузии миокарда подобная тенденция сохраняется. На вторые сутки у крыс комплекс QRS и зубец Т инвертированы, начинает происходить рубцевание миокарда в зоне некроза. Через неделю происходит компенсация амплитуды комплекса QRS.
Рис. 1. Изменения ЭКГ в I отведении в процессе эксперимента
На рис. 2 показана динамика изменения амплитуды комплекса QRS: при необратимой окклюзии левой коронарной артерии и при 30-минутной ишемии с последующей реперфузией. В обоих случаях амплитуда снижается через 30 мин после начала ишемии. При необратимой перевязке амплитуда продолжает снижаться ко 2-м суткам, а положительная динамика наступает только через неделю после ишемии. При ишемии/реперфузии снижение носит краткосрочный характер, и быстрее идет процесс восстановления амплитуды QRS. Из этого можно сделать вывод, что применяемая модифицированная методика временной окклюзии коронарной артерии по характеристикам ЭКГ адекватно моделирует ИМ.
Рис. 2. Изменения амплитуды комплекса QRS II (мВ): А — необратимая окклюзия левой коронарной артерии; Б — 30-минутная ишемия миокарда с последующей реперфузией
Вывод. Модификация метода, судя по характеристикам ЭКГ, является адекватной моделью ишемии/реперфузии миокарда без применения аппарата ИВЛ и может быть использована в дальнейшем для изучения кардиотропных препаратов.
Список литературы
1. Асташов В. В. Морфофункциональное исследование лимфатических узлов, крови и лимфы в остром периоде экспериментальной ишемии миокарда и в условиях коррекции полифенолами шиповника : автореф. дис... канд. мед. наук / В. В. Асташова.
— Новосибирск, 1992. — 24 с.
2. Ершов К. И. Изучение влияния препарата тромбовазим на миокард при окклюзионном инфаркте / К. И. Ершов, А. А. Серяпина, О. В. Повещенко // Материалы
XI Международной конф. «Фундаментальные проблемы лимфологии и клеточной биологии». — Новосибирск, 2013. — С. 124-126.
3. Лопухин Ю. М. Экспериментальная хирургия / Ю. М. Лопухин, В. Г. Владимиров, А. Г. Журавлев. — М. : Династия, 2011. — 584 с.
4. Фармакологические подходы к повышению устойчивости миокарда на модели острого инфаркта у крыс CD / Э. Р. Шайхутдинова [и др.] // Биомедицина. — 2012. — № 1. — С. 102-105.
5. Acute Myocardial Infarction in Rats / Y. Wu, X. Yin, C. Wijaya [et al.] // J. Vis. Exp. — 2011.
— N 48. — Режим доступа : http://www.jove.com/details.php?id=2464
MODIFICATION OF METHOD OF MYOCARDIUM ISCHEMIA / REPERFUSION
K. I. Ershov1. A. V. Nogovitsin'. M. A. Galunskaya1. A. A. Seryapina2. K. V. Egorova1.
K. I. Bakhareva1
1SBEIHPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health» (Novosibirsk c.) 2FSBSE «Institute of Cytology and Genetics» SB of the RAS (Novosibirsk c.)
The objective of the research is development of method of reversible occlusion of the left coronary artery at rats without usage of the medical ventilator. 30-minute ischemia of myocardium was carried out by means of ligature of the left coronary artery on Wistar male rats. Electrocardiogram was performed during experiment at animals. Myocardial infarction was caused as a result of bandaging. It was characterized by increase of amplitude of T deflection and decrease in amplitude of QRS complex. At ischemia / reperfusion the restoration of QRS amplitude was by the 2nd days, and at irreversible occlusion only in a week.
Keywords: myocardial infarction, ischemia / reperfusion, temporary occlusion, left coronary artery.
About authors:
Ershov Konstantin Igorevich — candidate of biological science, assistant of pharmacology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 236-09-02, e-mail: [email protected]
Nogovitsin Alexey Vadimovich — student of the 3rd course of stomatologic faculty at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», e-mail: [email protected]
Galunskaya Maria Alekseevna — student of the 5th course of stomatologic faculty at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», e-mail: [email protected]
Seryapina Alice Alekseevna — post-graduate student of FSBSE «Institute of Cytology and Genetics» SB of the RAS, e-mail: [email protected]
Egorova Ksenia Vladimirovna — student of the 3rd course of stomatologic faculty at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», e-mail: [email protected]
Bakhareva Ksenia Igorevna — student of the 5th course of pediatric faculty at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», e-mail: [email protected]
List of the Literature:
1. Astashov V. V. Morphofunctional research of lymph nodes, blood and lymph in the acute period of experimental ischemia of myocardium and in the conditions of correction
by dogrose polyphenols: theses... cand. of medical sciences / V. V. Astashov. — Novosibirsk, 1992. — 24 P.
2. Yershov K. I. Studying of influence of trombovasim preparation on myocardium at occlusive
heart attack / K. I. Yershov, A. A. Seryapina, O. V. Poveshchenko // Materials XI International conf. «Fundamental problems of lymphology and cellular biology».
- Novosibirsk, 2013. - P. 124-126.
3. Lopukhin Y. M. Experimental surgery / Y. M. Lopukhin, V. G. Vladimirov, A. G. Zhuravlev.
- M.: Dynasty, 2011. - 584 P.
4. Pharmacological approaches to increase of stability of myocardium on model of acute heart attack at CD rats / E. R. Shaykhutdinova [etc.] // Biomedicine. — 2012. — № 1. — P. 102-105.
5. Acute Myocardial Infarction in Rats / Y. Wu, X. Yin, C. Wijaya [et al.] // J. Vis. Exp. — 2011.
- N 48. — Access mode: http://www.jove.com/details.php?id=2464
