CC BY
10
Сравнительная оценка эхокардиографических характеристик левого желудочка сердца у самок и самцов крыс
Ионова Е. О., Барчукова Е. И., Вититнова М. Б., Цорин И. Б., Крыжановский С. А.
ФГБНУ«НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», Москва, Россия
Аннотация. Цель настоящего исследования - сравнительная оценка эхокардиографических показателей самок и самцов нелинейных крыс. В опытах на наркотизированных крысах (кетамин 100 мг/кг, в/б) показано, что у крыс самок размеры и объёмы левого желудочка меньше, чем у самцов, однако по сравнению с самцами у них фракция выброса левого желудочка, характеризующая его инотропную функцию, статистически значимо выше. Ключевые слова: эхокардиография; крысы; самцы; самки; половые различия
Для цитирования:
Ионова Е.О., Барчукова Е.И., Вититнова М.Б., Цорин И.Б., Крыжановский С.А. Сравнительная оценка эхо-кардиографических характеристик левого желудочка сердца у самок и самцов крыс. Фармакокинетика и фармакодинамика. 2021;(1):14-17. https://doi.org/10.37489/2587-7836-2021-1-14-17 Поступила: 05 октября 2020 г. Принята: 20 октября 2020 г. Опубликована: 20 февраля 2021 г.
Comparative evaluation of echocardiography characteristics of the heart left ventricle in female and male rats
lonova EO, Barchukova EI, Vititnova MB, Tsorin IB, Kryzhanovskii SA
FSBI "Zakusov Institute of Pharmacology", Moscow, Russia
Abstract. The aim of the present study is a comparative assessment of the echocardiography characteristics in female and male mongrel rats. In experiments on anesthetized rats (ketamine 100 mg / kg, iv), it was shown that in female rats, the size and volume of the left ventricle are smaller than in males, but compared with males, their left ventricular ejection fraction, which characterizes its inotropic function, is statistically significantly higher.. Keywords: echocardiography; rats; males; females; sex differences
For citations:
Ionova EO, Barchukova EI, Vititnova MB, Tsorin IB, Kryzhanovskii SA. Comparative evaluation of echocardiography characteristics of the heart left ventricle in female and male rats. Farmakokinetika i farmakodinamika. 2021;(1):14-17. (In Russ). https://doi.org/10.37489/2587-7836-2021-1-14-17 Received: October 05, 2020. Accepted: October 20, 2020. Published online: February 20, 2021
Введение / Introduction
Хорошо известно, что клинические проявления и тяжесть течения многих заболеваний сердечнососудистой системы у женщин и мужчин во многих случаях различна. Например, показано, что при хронической сердечной недостаточности интенсивность гипертрофии и ремоделирования левого желудочка сердца у женщин более выражена, чем у мужчин [1—3]. Алкогольная кардиомиопатия у женщин носит более злокачественный характер, хотя и встречается реже, чем у мужчин [4, 5]. Соответственно, схемы лечения этих патологических состояний у женщин и мужчин могут различаться.
В настоящее время поиск и изучение новых лекарственных средств для лечения заболеваний сердечнососудистой системы ведётся в основном на самцах крыс, и, естественно, при этом половые различия в течении моделируемых патологий деятельности сердца не учитываются [6—8]. Такой подход не позволяет учитывать при разработке новых лекарственных средств особенности течения заболеваний сердечно-сосудистой системы у женщин. В связи с изложенным, возникает задача разработки экспериментальных моделей заболеваний на самках. Для того чтобы решить эту задачу следует владеть знаниями об особенностях функциональной активности сердечно-сосудистой системы самок.
Целью настоящего исследования явилась сравнительная оценка эхокардиографических показателей деятельности левого желудочка сердца у самок и самцов нелинейных крыс.
Материалы и методы / Materials and methods
Животные. Эксперименты выполнены на нелинейных белых крысах самцах (n = 160) и самках (n = 20) массой 180—200 г, полученных из Филиала «Столбовая» ФГБУН НЦБМТ ФМБА России (Московская область). Животные имели ветеринарный сертификат и прошли карантин в виварии ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова». Животных содержали в соответствии с приказом Минздрава России № 199 от 01 апреля 2016 года «Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики» и СП 2.2.1.3218-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)» от 29 августа 2014 г. № 51. Все эксперименты с животными проводили в соответствии с международными правилами (European Communities Council Directive of November 24,1986 (86/609/EEC)), а также в соответствии с «Правилами работы с животными», утверждёнными биоэтиче-
14
ФАРМАКОКИНЕТИКА И ФШЩИШИКА
4ШШ1МС« (»МШВДИМШМ
ской комиссией ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова».
Эхокардиографические исследования. Наркотизированных животных (кетамин 100 мг/кг, в/б) фиксировали в положении на спине. Измерения производили в условиях закрытой грудной клетки и спонтанного дыхания в одномерном М- и двухмерном В-модальных режимах при положении датчика эхокардиографа в парастернальной позиции по длинной оси сердца. В М-модальном режиме оценивали конечно-систолический и конечно-диастолический размеры левого желудочка сердца (КСР и КДР), затем по методу Teichholz рассчитывали конечно-систолический и конечно-диастолический объёмы левого желудочка (КСО и КДО), ударный объём (УО), такие показатели сократительной функции сердца, как фракция выброса (ФВ) и фракция укорочения (ФУ). Оценку эхокарди-ографических показателей проводили, как минимум, по пяти последовательным сердечным циклам. Все измерения выполняли в соответствии с Рекомендациями Американского общества и Европейской ассоциации по эхокардиографии [9]. В работе использовали цифровой ультразвуковой эхокардиограф DP-6600 с электронным микроконвексным датчиком 65С15ЕА (6,5/8,0 МГц).
При проведении экспериментов использовали изотонический 0,9 % раствор натрия хлорида (ООО «Мосфарм», РФ), кетамин (ФГУП «Московский эндокринный завод», РФ).
Статистический анализ результатов. Нормальность распределения проверяли по критериям Колмогорова—Смирнова и Шапиро—Уилка, гомогенность дисперсий по Левену. Так как выборки имели распределение близкое нормальному, то значимость различий определяли с помощью t-критерия Стьюдента, в случае негомогенности дисперсий применяли приближение этого критерия для выборок с неравными дисперсиями. Полученные результаты представляли в виде средних арифметических и их стандартных ошибок. Различия считали статистически значимыми прир < 0,05.
Результаты и обсуждение / Results and discussion
Исследование особенностей геометрии и ино-тропной функции левого желудочка сердца проводили на нелинейных самцах (n = 160) и самках (n = 20) крыс. Анализ эхокардиографических показателей нелинейных самцов (n = 160) и самок (n = 20) крыс показал, что у самок размеры и объёмы левого желудочка сердца значительно меньше, чем у самцов (табл. 1). Так, систолические размеры левого желудочка сердца (конечно-систолический размер и конечно-систолический объём) у самцов в среднем составляли 1,72±0,01 мм и 14,34±0,34 мм3, соответственно, в то время как у самок эти показатели были равны, соответственно, 1,31± 0,03 мм (р < 0,0001) и 6,34+0,45 мм3 (р < 0,0001). Тоже касается и диастоличе-ских размеров левого желудочка сердца — у самок они значимо (р < 0,0001) меньше: конечно-диастолический размер, соответственно, 3,00+0,06 мм и 3,65+0,03 мм, а конечно-диастолический объём, соответственно, 72,14+4,27 мм3 и 125,96+2,87 мм. Вместе с тем, если у самцов систолические и диастолические размеры левого желудочка сердца больше, чем у самок, то показатели его инотропной функции, хотя незначительно, но статистически значимо (р < 0,0001) меньше. Например, фракция выброса у самок равняется 91,1+0,4 %, тогда как у самцов 88,3+0,2 %.
Таким образом, в результате проведённого исследования выявлены половые различия в показателях геометрии и инотропной функция левого желудочка сердца: у самок массой 180—200 г размеры левого желудочка сердца значимо меньше, чем у самцов той же массы, а его сократительная функция больше.
Выводы / Conclusions
1. Нелинейные крысы самки массой 180—200 г, по сравнению с самцами той же массы, имеют значительно меньшие размеры и объёмы левого желудочка
Таблица
Показатели геометрии и инотропной функции левого желудочка сердца самцов и самок беспородных наркотизированных (кетамин 100 мг/кг, в/б) крыс, измеренные с помощью эхокардиографии
Table
Parameters of the geometry and inotropic function of the heart left ventricle of male and female mongrel anesthetized (ketamine 100 mg/kg, iv) rats, measured by echocardiography
Пол крыс / Sex rats n Показатели / Parameters
КСР, мм LVIDs, mm КСО, мм3 LVESV, mm3 КДР, мм LVIDd, mm КДО, мм3 LVEDV, mm3 УО,мм3 SV, mm3 ФУ, % SF, % ФВ, % EF, %
Самцы Male 160 1,72±0,01 14,34±0,34 3,65±0,03 125,96±2,87 111,62±2,71 52,6±0,4 88,3±0,2
Самки Female 20 1,31±0,03 р < 0,0001 6,34±0,45 р < 0,0001 3,00±0,06 р < 0,0001 72,14±4,27 р < 0,0001 65,80±3,92 р < 0,0001 56,5±0,6 р < 0,0001 91,1±0,4 р < 0,0001
Примечания: Показаны средние арифметические и их стандартные ошибки; р — указано по отношению к самцам. Notes: The arithmetic averages and their standard errors are shown; p is indicated in relation to males.
4ШШ1МС« (»МШВДИМШМ
сердца. При этом у самок инотропная функция левого желудочка значимо выше, чем у самцов.
2. При проведении исследований по поиску и доклиническому изучению новых лекарственных
средств для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы эксперименты целесообразно проводить не только на самцах, но и на самках.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Ионова Екатерина Олеговна
e-mail: mrakusha26@rambler.ru ORCID ID: 0000-0003-0154-722X SPIN-код: 5042-1952
м. н. с. лаборатории фармакологического скрининга ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», Москва, Россия
Ionova Ekaterina O.
e-mail: mrakusha26@rambler.ru ORCID ID: 0000-0003-0154-722X SPIN code: 5042-1952
Junior Research Scientist of Laboratory of Pharmacological Screening FSBI «Zakusov Institute of Pharmacology», Moscow, Russia
Барчуков Владимир Валерьевич
e-mail: barchukov.pharm@yandex.ru ORCID ID: 0000-0003-4229-3107 SPIN-код: 6743-4280 н. с. лаборатории фармакологического скрининга ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», Москва, Россия
Barchukov Vladimir V.
e-mail: barchukov.pharm@yandex.ru ORCID ID: 0000-0003-4229-3107 SPIN code: 6743-4280
Research scientist of laboratory of pharmacological screening FSBI «Zakusov Institute of Pharmacology», Moscow, Russia
Вититнова Марина Борисовна
e-mail: MB-Vit@yandex.ru
ORCID ID: 0000-0002-7407-7516
SPIN-код: 1901-8919
к. м. н., с. н. с. лаборатории
фармакологического скрининга ФГБНУ «НИИ
фармакологии имени В.В. Закусова», Москва,
Россия
Vititnova Marina B.
e-mail: MB-Vit@yandex.ru ORCID ID: 0000-0002-7407-7516 SPIN code: 1901-8919
PhD Biological Sci., Senior researcher scientist of laboratory of pharmacological screening FSBI «Zakusov Institute of Pharmacology», Moscow, Russia
Цорин Иосиф Борисович
e-mail: tsorin@yandex.ru
ORCID ID: 0000-0002-3988-7724
SPIN-код: 4015-3025
д. б. н., в. н. с. лаборатории
фармакологического скрининга ФГБНУ «НИИ
фармакологии имени В.В. Закусова», Москва,
Россия
Tsorin Iosif B.
e-mail: tsorin@yandex.ru ORCID ID: 0000-0002-3988-7724 SPIN code: 4015-3025
Dr. Sci. Biological, Leading researcher of laboratory of pharmacological screening FSBI «Zakusov Institute of Pharmacology», Moscow, Russia
Крыжановский Сергей Александрович Автор, ответственный за переписку
e-mail: SAK-538@yandex.ru ORCID ID: 0000-0003-2832-4739 SPIN-код: 6596-4865
д. м. н., зав. лабораторией фармакологического скрининга ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», Москва, Россия
Kryzhanovskiy Sergey A. Corresponding author
e-mail: SAK-538@yandex.ru ORCID ID: 0000-0003-2832-4739 SPIN code: 6596-4865
Dr. Sci. (Med.), Head of laboratory of pharmacological screening FSBI «Zakusov Institute of Pharmacology», Moscow, Russia
16
ФШШШШ И ФШЩШМШ
4ШШ1МС« (»мшвдимшм
Литература / References
1. Regitz-Zagrosek V, Seeland U. Sex and gender differences in myocardial hypertrophy and heart failure. Wien Med Wochenschr. 2011;161(5-6):109—116. DOI: 10.1007/s10354-011-0892-8.
2. Taylor AL. Heart failure in women. Curr Heart Fail. Rep. 2015;12(2):187— 195. DOI: 10.1007/s11897-015-0252-x.
3. Merz AA, Cheng S. Sex differences in cardiovascular ageing. Heart. 2016;102(11):825—831. D0I:10.1136/heartjnl-2015-308769.
4. Fernandez-Solo J, Estruch R, Nicolas J-M, et al. Comparison of alcoholic cardiomyopathy in women versus men. Am J Cardiol. 1997;80(4):481-485. DOI: 10.1016/s0002-9149(97)00399-8.
5. Pfeiffer D, Jurisch D, Neef M, HagendorffA. Alcohol and arrhythmias. Herz. 2016;41(6):498-502. DOI: 10.1007/s00059-016-4463-z.
6. Тюренков И.Н., Перфилова В.Н. Методические рекомендации по доклиническому изучению кардиотонической активности лекарственных средств // В кн. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средст. Часть первая. — М.: Гриф и К; 2013. С.375-384. [Tyurenkov IN, Perfilova VN. Methodical recommendations for the preclinical study of the cardiotonic activity of drugs // In book: Guidelines for conducting preclinical studies of medicinal products. Pt 1. Moscow: Grif &Co; 2013. P. 375-384. (In Russ).]
7. Галенко-Ярошевский П.А., Каверина Н.В., Камкин А.Г., Тури-лова А.И., Богус С.К., Шейх-Заде Ю.Р. Методические рекомендации по
доклиническому изучению антиаритмеческих лекарственных средств // В кн. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. — М.: Гриф и К; 2013. С. 385-416. [Galenko-Yaroshevskij PA, Kaverina NV, Kamkin AG, Turilova AI, Bogus SK, Shejh-Zade YR. Methodical recommendations for preclinical study of antiarrhythmic drugs // In book: Guidelines for conducting preclinical studies ofmedicinal products. Pt 1. Moscow: Grif &Co; 2013. P. 385—416. (In Russ).]
8. Чичканов Г.Г., Цорин И.Б. Методические рекомендации по изучению противоишемического (антиангинального) действия лекарственных средств // В кн. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. — М.: Гриф и К; 2013; С. 417-433. [Chichkanov GG, Tsorin IB. Methodical recommendations for the study of anti-ischemic (antianginal) action of drugs // In book: Guidelinesfor conducting preclinical studies of medicinal products. Pt 1. Moscow: Grif &Co; 2013. P. 417-433. (In Russ).]
9. Lang RM, Bierig M, Devereux RB et al.; Chamber Quantification Writing Group; American Society of Echocardiography's Guidelines and Standards Committee; European Association of Echocardiography. Recomendations for chamber quantification: a report from the American Society of Echocardiography's Guidelines and Standards Committee and the Camber Quantification Writing Group, developed in conjunction with European Association of Echocardiography, a branch of the European Society of Cardiology. J Am Soc Echocardiogr. 2005;18(12):1440-1463. DOI: 10.1016/j.echo.2005.10.005.
17
ФШКОШЕТШ И ФШЩШМШ
