CC BY
7
Результаты. Исследование показало повышение уровня провоспалительных цитокинов с умеренным преобладанием в условиях сочетания ИБС с АИТ, негативное влияние указанных факторов на систолическое и диастолическое функции левого желудочка, с преобладанием нарушения диастолической дисфункции у больных ИБС в сочетании с АИТ.
Выводы. Полученные результаты определяют хроническое системное воспаление как ведущий фактор в развитии и прогрессировании ИБС, в особенности при ее сочетании с АИТ, и важную мишень для разработки патогенетически обоснованных подходов к лечению в условиях коморбидности.
Ключевые слова: ишемическая болезнь сердца, аутоиммунный тиреоидит, хроническое системное воспаление, центральная гемодинамика.
COMPARATIVE CHARACTERISTIC OF INDICATORS OF CHRONIC SYSTEM INFLAMMATION AND CENTRAL HEMODYNAMICS IN PATIENTS WITH STABLE ISHEMIC HEART DISEASE AND WITH ITS COMBINATIONS WITH AUTOIMMUNE TIREOIDITIS
Kazakov Yu. M., Chekalina N. I., Mamontova T. V., Vesnina L. E., Nakaznenko N. V., Kocur G. V.
Abstract. The urgency of the problem is in the progressive increase in the incidence of CHD in Ukraine and around the world, the effect of AIT on the course of coronary heart disease in combination of the specified pathology, which requires a detailed study of the pathogenetic mechanisms of CHD development under conditions of autoimmune inflammation and the search for new effective methods of diagnosis and treatment. Recognition of the leading role of chronic systemic inflammation in the pathogenesis of both pathological conditions allowed to conduct the scientific research in this direction.
Purpose: to study and compare the indices of systemic inflammation and central hemodynamics in patients with stable coronary heart disease (CHD) and in conditions of its combination with autoimmune thyroiditis (AIT).
Object and methods. In a single-stage open clinical study, 230 patients with IHD took part: stable angina pectoris, II FC, CH-0, and 50 patients with stable ischemic heart disease in combination with AIT in the stage of euthyroidism. Patients underwent laboratory studies to determine the levels of pro- and anti-inflammatory cytokines (interleukin 1P, interleukin 10 and tumor necrosis factor alpha in the blood and Echocardiography to detect violations of central hemodynamics.
Results. The study showed an increased in the level of proinflammatory cytokines with a moderate predominance in patients with the combination of IHD with AIT - more high level of tumor necrosis factor alpha in the blood, a negative effect of the inflammation on the systolic and diastolic functions of the left ventricle, with a predominance of diastolic dysfunction in patients with IHD in combination with AIT.
When comparing the data of patients with stable IHD and IHD in combination with AIT, differences were noted with respect to the time of early diastolic filling of left ventricular (DT), which was significantly higher in patients with AIT (p <0,05), as well as in the phase of early diastolic filling of left ventricular, the maximum rate of which (E) in patients with AIT was significantly lower (p <0,05).
The prevalence of severity of violations of the diastolic function of the left ventricle in patients with AIT may indicate significant changes in the myocardium under the conditions of the autoimmune process, as well as a greater degree of inflammatory activation of the endothelium with a violation of endothelial-dependent functions under chronic inflammatory conditions.
Conclusions. The results obtained define chronic systemic inflammation as a leading factor in the development and progression of IHD in combination with AIT and an important target for the development of pathogenetically valid approaches to treatment in conditions of comorbidity.
Key words: ischemic heart disease, autoimmune thyroiditis, chronic systemic inflammation, central hemodynamics.
Рецензент - проф. Потяженко М. М. Стаття надшшла 25.07.2018 року
DOI 10.29254/2077-4214-2018-3-1-145-118-124
УДК 612.172:612.014.1:577.115:(546.221.1+612.014.482)]-019
Ковальчук I. М., Гжегоцький М. Р., Ковальчук С. М.
ВПЛИВ ДОНОРА С1РКОВОДНЮ НА ВАР1АБЕЛЬН1СТЬ СЕРЦЕВОГО РИТМУ I ЖИРНОКИСЛОТНИЙ СКЛАД ФОСФОЛ1П1Д1В М1ОКАРДА ЩУР1В ЗА УМОВ ДМ МАЛИХ ДОЗ ЮН1ЗУЮЧОГО ВИПРОМ1НЮВАННЯ Льв1вський нацюнальний медичний ушверситет ¡меш Данила Галицького (м. Льв1в)
Зв'язок публшацм з плановими науково-дослщ-ними роботами. Дана публ1кац1я е фрагментом нау-ково-дослщноТ роботи «Дослщження рол1 системних та паракринних регуляторних механ1зм1в у забезпе-ченш гомеостатування функцюнально-метабол1чних параметр1в оргашзму за умов адаптаци до дм екстре-мальних чиннишв р1зноТ природи» (№ державноТ ре-естрацп 0116U004510) кафедри нормально! ф1з1ологп
Льв1вського нацюнального медичного ушверситету 1мен1 Данила Галицького.
Вступ. Як вщомо, актуальними проблемами су-часноТ медицини та науки е вивчення адаптацшних властивостей та функцюнальних порушень серце-во-судинноТ системи за умов впливу чиннишв екс-тремальноТ природи. Виникнення розлад1в р1зноТ природи супроводжуеться змшами функцюнальноТ
активностi регуляторних систем оргашзму, якi необ-хщш для пiдтримання гомеостазу-гомеокшезу [1]. Провщну роль у реaлiзaцN зазначених механiзмiв вiдiграють нервовi та гуморальнi фактори, зокрема вплив катехоламiнiв на роботу життево-важливих органiв та змiни автономно'!' регуляци серцево' дiяль-ностi [2]. На думку дослщнишв, найбiльш чутливою до дм останнiх е серцево-судинна система. Меха-нiзми розвитку розладiв за умов хронiчного впливу стресорiв пов'язують iз порушенням центральних систем регуляци серцево' дiяльностi [3]. Саме цен-тральнi механiзми регуляци в^грають ключову роль у його функцюнальнш адаптацп вiдповiдно потреб органiзму [4]. З шшого боку, регуляцiя серцево''' ди яльностi забезпечуеться рiзними чинниками, як1 мають iзольований вплив, можуть потенщювати дiю один одного та дiяти одночасно, чим створюють максимально сприятливi та надiйнi умови адаптацш-них змiн в роботi серця, що проявляеться пристосу-вальними реакщями у вiдповiдь на вплив факторiв зовнiшнього та внутрiшнього середовища [5]. Дiя по-шкоджувальних факторiв, зпдно даних лттератури, може викликати посилення центральних механiзмiв регуляцГ'', або ж супроводжуватися надмiрним зрос-танням активносп вегетативного контуру регуляцГ'' [6]. Важливим завданням на сьогоднi е не лише ви-вчення адаптацiйних змш функцiональних систем за умов впливу екзогенних та ендогенних факторiв, але й пошук засобiв впливу на функцiонaльно-метaболiч-ний статус серця та судин, що модулюють актившсть регуляторних систем та зменшують прояв патоло-гiчних змiн [7]. Особливе значення це мае при ви-вченш ефектiв впливу iонiзуючого випромiнювання на стан серцево-судинно' системи, котрiй належить виключна роль у гомеостатуванш параметрiв окис-ного метаболiзму, та яку донедавна вважали одшею з найбтьш радiорезистентних [8]. Водночас доведено, що навтть незначнi обмiнно-функцiональнi зсуви пщ впливом навiть малих доз радiацií надалi можуть прогресувати, потенцшватися впливом iнших екс-тремальних чиннишв i виявлятися органiчними зми нами у виглядi соматично' патологГ'' [9].
На даний час сучасна фiзiологiя та медицина активно займаються вивченням паракринних мехашз-мiв регуляцГ' фiзiологiчних функцiй за участю таких сигнальних молекул, як монооксид азоту, монооксид вуглецю та арководень [10]. Науково доведено, що ц летк неорганiчнi сполуки, якi ще називають газо-трансмiтерами, беруть участь у регуляцГ'' практично вах фiзiологiчних функцш оргaнiзму [11]. Зокрема, сiрководень в оргaнiзмi виявляе вирaженi антиок-сидантш та цитопротекторнi влaстивостi [12]. Вияв-лено низку позитивних ефектiв, що знаходять свое застосування у клЫчнш прaктицi. Так, вaзодилятaцiя та aнтиiшемiчнa дiя сiрководню забезпечуе ефект кардюпротекци та контроль над судинним тонусом
[13]. Сучасш дослiдження виявляють зв'язок мiж синтезом i концентрaцiею ендогенного арководню та гострими iшемiчними станами, що е важливим для контролю переб^у захворювань та 'х прогнозiв
[14]. Нaведенi дaнi забезпечують актуальшсть пошу-ку адекватних критерив для динaмiчного контролю якостi адаптацп за умов екзогенного введення донора H2S з метою забезпечення оптимального функ-
цiонально-метаболiчного статусу мiокарда за рiзних екстремальних умов.
На сьогодш одним i3 iнтегративних та дiaгнос-тичних методiв оцiнки функцюнально'Г активносп регуляторних систем, потужностi аеробного мета-болiзму, а також резервних можливостей фiзiологiч-но' системи е мониторинг варiабельностi серцевого ритму (ВСР). Цей нешвазивний метод дозволяе з ви-сокою iнформативнiстю та достовiрнiстю провести оцшку вегетативного статусу в експериментальних умовах [15] та може бути критерiем функцюнального стану мiокарда у кл^чних ситуацiях [16].
Оскiльки вплив стресорiв рiзномaнiтноí приро-ди, зокрема радiацií', першочергово проявляеться на клттинному рiвнi, важливим у даному вщношенн е вивчення фiзiологiчних та бiохiмiчних характеристик лiпiдних компонентiв бюмембран, а особливо фосфолiпiдiв, що забезпечують не лише структурну функцiю, але й адекватш умови для активносп муль-тиферментних систем, що регулюють внутршньо-клiтинний метаболiзм, визначають ефектившсть паракринних ефектiв, зокрема, у серцевому м'язi [17]. Жирнi кислоти лт^в е структурною динамiчною складовою бiологiчних мембран i одночасно осно-вним субстратом процесу лтопероксидацп, тому кшьшсш та якiснi змiни жирнокислотного складу можуть бути адекватним критерiем для оцшки зрушень прооксидантно-антиоксидантного балансу в оргашз-мi [18], вщображати можливiсть ефективно''' реaлiзa-цп мембранозалежних функцiй, а опосередковано i паракринних впливiв.
Метою нашого дослщження було вивчення змiн ВСР та жирнокислотного складу фосфолiпiдiв мюкар-да щурiв пiд впливом малих доз юшзуючого випро-мiнювання за умов попереднього застосування донора арководню.
Об'ект i методи дослiдження. Вс експерименти здiйснювaли вiдповiдно до чинних вимог щодо гуманного ставлення до тварин (Страсбург, 1986). Для тварин були створен зaгaльноприйнятi санттарно-п-гiенiчнi умови, рaцiон i режим пиття. Дослiдження проводили на щурах масою 180-200 г. Тварини були роздшеш на 5 груп. I - контрольна група, щурам яко''' штраперитонеально вводили 0,9 % розчин NaCl в ана-логiчному до дослщних тварин режимi. II - дослщна група, щурам яко''' вводили штраперитонеально NaHS дозою 7,4 мг/кг (Sigma Aldrich,USA), дослiдження проводили через 30 хв. шсля введення. III - щурам ще' групи вводили аналопчно до II групи NaHS, дослщжен-ня проводили через I добу; IV- дослщна група, тварин яко''' опромшювали в дозою 2 Гр. V- група, щурiв яко''' опромшювали дозою 2 Гр через 30 хв шсля введення NaHS дозою 7,4 мг/кг. Опромшення тварин IV та V-то''' дослщних груп здшснювали однофрaкцiйно тотально телегаматерапевтичним пристроем „Терагам" (дже-рело 60Со) при потужностi дози 0,393 мЗв/с i вiдстaнi „джерело-поверхня" 0,8 м. Поглинена сумарна доза - 2 Гр. Пщ час опромшення тварин помЦали в шдиви дуaльнi клттки-фтсатори.
Для визначення вaрiaбельностi серцевого ритму проводили запис перифершного пульсу нешвазивно у ненаркотизованих тварин. Запис показнимв три-вав 5 хв. у спещальнш плексиглaсовiй кaмерi, пiсля стаб^зацп стану щурiв використовували фотопле-тизмогрaфiчний перетворювач, що прикрiплювaвся
Рис. 1. Змши спектральних показникiв ВСР за умов дм радiацм та попереднього введення NaHS. Примiтка: * - вiрогiднiсть (р<0,05) щодо вихiдного рiвня; ** - вiрогiднiсть (р<0,05) щодо радiаuД
б1ля основи хвоста тварини [19]. Тривал1сть кардюш-тервал1в ^е^аИ^е™) визначали з використанням програмного забезпечення та спещального швидко-д1ючого рееструючого пристрою [20]. П1д час запису створювалися динам1чн1 ряди кард1о1нтервал1в у ви-гляд1 кард1о1нтервалограми, паралельно в1дбувався анал1з динам1чних ряд1в кард1о1нтервал1в та штер-претащя даних анал1зу ВСР. На основ1 спектральних, статистичних метод1в, а також вар1аи>йноУ пульсоме-трп ощнювалася активн1сть системних регуляторних механ1зм1в експериментальних тварин. Статистичнi параметри динам1чного ряду кард1о1нтервал1в ана-л1зували за наступними показниками: SDNN - стан-дартне в1дхилення повного масиву кардю1нтервал1в, CV - коефщент вар1аци повного масиву кардюштер-вал1в, як1 характеризують сумарний ефект автономно! регуляцп кровооб1гу; RMSSD - квадратний коршь 1з суми р1зниць посл1довного ряду кардю1нтервал1в, що е показником активност1 парасимпатично! ланки автономно! регуляци [19].
Серед параметр1в вар1аи1йно! пульсометр^ визначали: рвницю м1ж максимальним I м1н1мальним зна-ченнями кард1о1нтервал1в (MxDMn) - максимальна
Рис. 2. Змши статистичних показнишв ВСР за умов дм радiацм та попереднього введення NaHS. Примiтка: * - в1ропдшсть (р<0,05) щодо вих1дного р1вня; ** - в1ропдшсть (р<0,05) щодо рад1аци.
ампл1туда регуляторних вплив1в; мода (Mo) - найб1льш ймов1рний р1вень функцюнування синусного вузла серця; ампл1туда моди (AMo) - умовний показник активной симпатичноТ ланки регуляцп. За допомогою даних спектрального анал1зу характеризували так1 параметри, як загальна потужшсть спектру ВСР (TP) - сумарний абсо-лютний р1вень активност1 регуляторних систем. Для в1дтворення отриманих результат1в досл1джень анал1з ВСР зд1йснювався з використанням наступних спектральних компонент1в у таких частотних д1апазонах: Low Frequency - LF -(0,015 - 0,25) Гц, що пов'язують ¡з р1внем активност1 вазомоторного центру, Mid Frequency - MF - (0,25 - 0,75) Гц, зумовленими симпатич-ним модулювальним впливом на серцево-судинну систему, High Frequency - HF - (0,75 - 3,0) Гц, що е характеристикою р1вня активност1 па-расимпатичноТ ланки регуляцп [20].
Визначення жирнокислотного складу фосфоли тд1в серцевого м'яза проводили за методикою Й. Ф. Р1в1са [21]. Для досл1дження фрагменти тканини мюкарда ф1ксували хлороформ-метанольною су-м1шшю (2:1). Визначення метилових еф1р1в жирних кислот зд1йснювали методом газор1динноТ хроматографа. Отриманий цифровий матер1ал опрацьовува-ли методом вар1ацшноТ статистики з використанням t-критерiю Стьюдента. Змши вважалися в1ропдними при р<0,05. Для опрацювання результатiв використо-вували електронш таблицi Microsoft® Excel® та ста-тистичнi програми STATISTICA FOR WINDOWS, 2011.
Результати дослщження та ix обговорення. На 30 хв. з часу введення донора пдроген сульфщу встанов-лено iстотне зростання загальноТ потужностi спектру (ТР) на 78% (р<0,05) щодо вихiдного рiвня внаслiдок збiльшення спектральноТ потужностi у вах частотних дiапазонах (див. рис. 1). Найбтьшою мiрою (у 2 рази) зросла потужшсть високочастотних коливань (HF) вщносно контролю, що в основному характеризуе рiвень активной парасимпатичноТ ланки регуляцп. У дiапазонах середньо- (MF) i низькочастотних (LF) хвиль також вiдмiчено збiльшення потужност1 на 57% i 68%, вiдповiдно (р<0,05). У внутршнш структурi спектру ви ропдно збiльшилась частка HF, але вiдмiчено тенденцiю до зниження часток MF та LF. Вщповщно зафш-совано зниження симпато-вагус-ного показника (MF/HF) на 26%. Зростання спектральноТ потуж-ност в дiапазонi високочастотних коливань корелюе з тдвищенням статистичних показнишв ВСР: CV (на 75%, р<0,05), SDNN (на 32%, р<0,05), RMSSD (на 41%, р<0,05), що загалом свщчить про актива-цiю автономного контуру регуляцп
серцевоТ дiяльностi (див. рис. 2). Зменшення АМо (на 18%), а також MF/HF щодо вихщного рiвня вказуе на зниження активност симпатич-ноТ нервовоТ системи (СНС) у цей термш тсля введення донора H2S. Разом з тим, нами зафiксовано по-зитивний хронотропний ефект, що може зумовити збтьшення серце-вого викиду. Отримаы данi узго-джуються з результатами шших дослiдникiв, якими встановлено виражений кардюпротекторний ефект H2S, що виявляеться збть-шенням сили серцевих скорочень, а також вазодилятаторною дiею у цей термiн пiсля введення донора гщроген сульфiду [21]. Отже, ви-явлений комплекс змiн показниюв ВСР свiдчить про мобiлiзацiю вах ланок регуляторних систем з пе-реважаючою активацiею парасимпатичноТ нервовоТ системи (ПСНС) через 30 хв тсля введення NaHS.
Через одну добу тсля введення NaHS встановлено пщтримання високого рiвня ТР, що перевищував величину контролю на 37% (р<0,05), проте знизився щодо 30-тоТ хв. пiсля впливу гiдроген сульфщу на 23% (див. рис. 1). Як i в попереднiй термш, найбтьшою мiрою спектральна потужнiсть зросла у дiапазонi високочастотних коливань, причому як порiвняно з вихiдним рiвнем, так i з 30-тою хв. тсля дм NaHS. Крiм того, пщтримуеться пiдвищений рiвень збалан-сованих автономних компонент (HF+MF), зниження шдексу MF/HF, що е прогностично сприятливою ознакою стану регуляторних систем. Зафтсовано також зростання статистичних параметрiв (CV, SDNN, RMSSD), i MxDMn вiдносно початкових величин в середньому на 25%, що свщчить про пщвищення тонусу парасимпатичноТ нервовоТ системи, проте меншого ступеня вираженостi щодо 30-тоТ хв. (див. рис. 2). Отже, на 1-шу добу тсля введення NaHS спо-стер^аеться пролонгований ефект, шдукований у початковi (30 хв.) термши впливу гiдроген сульфщу, що забезпечуе пiдтримання пiдвищеноТ активност регуляторних процесiв. Зростання рiвня ТР, а також спектральноТ потужностi в дiапазонах HF i MF, RMSSD та шших статистичних показникiв ВСР, зниження MF/ HF можна розцшювати як збтьшення функцюналь-но-метаболiчних резервiв пiд впливом H2S.
Через 1 добу тсля опромшення дозою 2 Гр встановлено вiрогiдне зменшення ТР в 2 рази порiвняно з вихщним рiвнем (див. рис. 1). Заф^совано зниження потужност у всiх дiапазонах спектру: LF i MF на 54% та 52%, вщповщно, HF - на 40%. Це вказуе на iстотне пригычення активностi всiх ланок регуляторних систем. При цьому у внутршнш струм^ спектру частка LF зменшилася на 16%, MF практично не змшилася. Вiдмiчено зменшення часових параме-трiв ВСР (SDNN, CV, RMSSD) в середньому на 20%, що характеризуе пригычення активност ПСНС (див. рис. 2). Таким чином, зниження сумарного ефекту веге-тативноТ регуляцп за показниками SDNN, RMSSD, CV корелюе зi зниженим сумарним рiвнем активностi регуляторних процесiв за спектральним показником ТР i свщчить про напруження регуляторних систем.
Рис. 3. Змши жирнокислотного складу фосфолш^в тканин мiокарда i печiнки за умов дм радiацiV та попереднього введення NaHS. Примiтка: * - вiрогiднiсть (р<0,05) щодо вихiдного рiвня.
За умов дiT радiацiT на фон введення NaHS встановлено збтьшення SDNN на 21% вщносно впливу самого лише опромшення, що майже досягае ве-личини контролю (див. рис. 2). Пщвищення SDNN свщчить про посилення автономноТ регуляцп та зниження активност симпатичного вщдту АНС. Вщ-мiчено також тенденщю до пiдвищення CV i RMSSD щодо iонiзуючого опромiнення. Зростання рiвня статистичних показниюв, загалом, вказуе на актива^ю ПСНС за умов попереднього до дм радiацiT введення донора гщроген сульфщу вщносно впливу лише юызуючого випромшювання, що е критерiем позитивного ефекту дм цього газового трансмiтера. По-передне до дiT радiацiT введення NaHS призводить до менш вираженого зниження ТР, ыж при вплив1 лише опромiнення, що вказуе на пщтримання ви рогiдно вищого рiвня регуляторних процесiв за цих умов. Так, загальна потужысть спектру через 1 добу тсля опромшення на фон введення донора гщроген сульфщу зменшена на 27% щодо вихщного рiвня, але дост^рно вища, ыж при дiT радiацiT (див. рис. 1). При цьому спостер^аеться iстотно вища, порiвняно з впливом радiацiT, спектральна потужнiсть в дiапазонi LF i MF, що лише на 14% нижче контрольних значень. Це може вказувати на актива^ю барорефлекторноT симпатично'!' ланки та ерготропного впливу. Значен-ня симпато-вагусного шдексу змшюеться на користь переважання симпатичних впливiв, що разом з ак-тива^ею всiх ланок регуляторних процесiв свщчить про мобшза^ю ерготропних реакцiй у вщповщь на дiю iонiзуючого опромшення.
Отримаы результати дослщження свiдчать про покращення переб^у адаптацiйних процесiв за дм радiацiT пiд впливом гiдроген сульфiду, що полягае в активацп рiзних ланок регуляторних систем з пере-важаючою мобiлiзацiею парасимпатичноT нервовоT системи та помiрною активацiею ерготропних про-цесiв. Попередне до дм радiацiT введення NaHS змен-шуе напруження регуляторних процесiв, iндукованих юызуючим опромiненням.
Вiдомо, що основнi позануклеары ефекти дiT ю-нiзуючого випромшювання, особливо за дм малих доз радiацiT, виявляються у неконтрольованiй активацп втьнорадикальних реакцiй iз залученням по-лiненасичених жирних кислот (ПНЖК) фосфолтщв
б1омембран. Розвиток окисного стресу за цих умов може спричиняти р1зн1 порушення обмшу речовин в оргашзм1, насамперед, порушуючи баланс м1ж про-та антиокисними реакцтми, пригн1чуючи аеробний енергогенез, а вщповщно потужн1сть ергопропних проиес1в. Тому змша структурно-функцюнальних характеристик бюлопчних мембран може шформува-ти про стан мембранозалежного метабол1зму, актив-шсть паракринних регуляторних систем.
Нами проведен! дослщження жирнокислотного стану фосфол1п1д1в тканин, що характеризуються р1з-ною радюрезистентшстю, особливостями метабол1ч-но-функцюнальних характеристик - серця I печ1нки. Встановлено, що введення донора пдроген сульф1ду (через 30 хв.) призводить до змши композици ПНЖК фосфол1п1д1в тканин мюкарда I печ1нки щодо контролю (див. рис. 3). У обох тканинах заф1ксовано шд-вищення р1вня омега-3 I зниження омега-6 полше-насичених жирних кислот. Найб1льшою м1рою зр1с вм1ст докозатриеново! (С22:3) та ейкозапантаеново! (С20:5) омега-3 ПНЖК на 13% у мюкард1 (р<0,05) та на 14% - у печ1нц1 (р<0,05) щодо тварин контрольно! групи. Заф1ксовано зб1льшення р1вня лшоленово! (С18:3) - на 8,5% у тканиш м1окарда, докозапента-еново! (С22:5) - на 8% у тканиш печшки. Натом1сть в1дм1чено тенденц1ю до зниження загального р1вня омега-6 пол1ненасичених жирних кислот фосфол1п1-д1в. Серед цього класу жирних кислот значно змен-шився щодо контролю вм1ст ейкозадиеново! (С20:2) на 20% I 18% у мюкард1 та печ1нц1, вщповщно. В обох тканинах в1дм1чено також зниження р1вня ей-козатриеново! (С20:3) на 10% (р<0,05). За таких змш композици ПНЖК жирних кислот стввщношення омега-3/омега-6 в1рог1дно зросло у тканиш мюкарда - на 11%, у тканиш печшки - на 10% (р<0,05). Збть-шення сшввщношення омега-3/омега-6 п1д впливом Н2Б е прогностично сприятливою характеристикою модиф1кацп структурно-функцюнально! оргашза-цп кл1тинних та субкл1тинних б1омембран, а в1дтак I покращення функцш [22]. Сп1вв1дношення омега-3/ омега-6 ПНЖК залишаеться вищим щодо контролю в обох тканинах I через 1 добу п1сля введення №НБ, не зважаючи на тенденц1ю до зниження стосовно по-переднього термшу дм донора с1рководню.
1он1зуюче випромшювання через 24 год. призводить до 1стотних, але протилежних щодо впливу донора Н2Б, змш вм1сту пол1ненасичених жирних кислот: зменшення р1вня омега-3 I збтьшення омега-6 ПНЖК. Встановлено зниження вм1сту ейкозапантаеново! (С20:5) омега-3 полшенасичено! жирно! кисло-ти на 19% I 13% щодо контролю, вщповщно, у мю-кард1 та печшщ (р<0,05). В1дм1чено також достов1рне зниження (на 12%, р<0,05) концентрацп докозапен-таеново! кислоти (С22:5) у мюкард1, а також тенден-ц1ю до зниження вм1сту 1нших омега-3 жирних кислот в обох тканинах. Це зменшення може бути пов'язано 1з залученням цих та шших ненасичених жирних кислот у процеси лтопероксидацп, що п1дтверджуеться попередньо проведеними нами дослщженнями та даними л1тератури [23].
Одночасно з1 зменшенням вм1сту омега-3 ПНЖК за дм юшзуючого випром1нювання заф1ксовано зб1льшення вм1сту омега-6 полшенасичених жирних кислот, найб1льшою м1рою ейкозадиеново! (С20:2) на 16% та ейкозатриеново! (С20:3) на 11% (р<0,05) у
печ1нц1. Встановлено, що за вище наведеного проф1-лю змш р1вня омега-3 I омега-6 ПНЖК фосфол1п1д1в п1д впливом 1он1зуючого опромшення стввщно-шення омега-3/омега-6 в1рог1дно зменшилось щодо контролю у тканиш мюкарда - на 9%, у тканиш печшки - на 12% (р<0,05). Це, вщповщно, зумовлюе змши структурованосп та плинност бюмембран, а вщтак I порушення реал1зац1! мембранозалежних функцш кл1тинних I субкл1тинних структур.
За умов попереднього до дм рад1ацп введення NaHS встановлено зростання р1вня сп1вв1дношення омега-3/омега-6 щодо дм рад1ац1!, проте !х величини не досягли показник1в контролю.
Висновки. Екзогенне стимулювання паракринн-них H2S-залежних сигнальних процеав введенням NaHS 1стотно впливае на системш регуляторн1 меха-шзми р1зних р1вн1в. Через 30 хв. та 1 добу п1сля введення донора пдроген сульфщу в1дм1чаеться актива-ц1я вс1х ланок регуляторних систем з переважаючою моб1л1зац1ею ПСНС. Збтьшення р1вня ТР, а також спектрально! потужносп в д1апазонах HF I MF, RMSSD та шших статистичних показнитв ВСР, зниження MF/ HF також св1дчать про пщвищення функц1онально-метабол1чних резерв1в п1д впливом H2S у досл1джу-ван1 термши. Зм1ни регуляторних процес1в супрово-джуються модиф1кац1ею жирнокислотного складу фосфол1п1д1в тканин мюкарда та печшки, що полягае у зростанш вм1сту омега-3 полшенасичених жирних кислот, збтьшенш сп1вв1дношення омега-3/омега-6. Через 1 добу п1сля опромшення дозою 2 Гр встановлено 1стотне зменшення ТР пор1вняно з контролем та зниження потужносп у вс1х д1апазонах спектру, що свщчить про пригн1чення активност1 вс1х ланок регуляторних систем. За цих умов дм рад1аци встановлено 1стотне зменшення сп1вв1дношення омега-3/омега-6, що зумовлюе порушення мтров'язкосп, плинност1 та рухомосп л1п1дно! фази, насл1дком яких е змши мембранозалежних функцюнально-мета-бол1чних процес1в. Ефект попереднього до дм рад1-ац1! введення донора пдроген сульфщу виявляеться в зменшенн1 напруження регуляторних процеав, збтьшенш потужносп вщновних процеав, пом1рнш активац1! ерготропних реакцш, менш вираженого зниження сп1вв1дношення омега-3/омега-6 пор1вня-но з впливом само! лише рад1ацп. Це доводить пози-тивний ефект залучення паракринних регуляторних систем арководню до формування ефективно! при-стосувально-компенсаторно! реакц1! орган1зму за дм рад1ац1!.
Висловлюемо щиру подяку за допомогу в реал'1-заци метод'в досл'дження головному науковому ствроб'тнику 1нституту альського господарства Карпатського рег'юну, доктору альськогосподар-ських наук Р'!вку Йосипу Федоровичу.
Перспективи подальших дослщжень. Вивчен-ня ф1зюлопчних ефеклв пдрогенсульфщу та паракринних механ1зм1в впливу його на кл1тинному р1вн1 може бути перспективним у застосуванш цього газо-трансм1тера для зменшення негативного впливу екс-тремальних чинник1в р1зно! природи, в тому числ1, рад1ацм.
Лiтература
1. Melnyk AV. Vplyv testosteronu na produktsiiu hidrohen sulfidu v miokardi shchuriv. Medychna khimiia. 2014;16(4):22-5. [in Ukrainian].
2. V"yazovs'ka OV. Vplyv emotsiynoho stresu na tserebral'nu neyrodynamiku ta variabel'nist' sertsevoho rytmu shchuriv [avtoreferat]. Kharkiv: 2008. 34 s. [in Ukrainian].
3. Gripo AJ, Kim JA. Stress, depression, and cardiovascular dysregulation; a review of neurobiological mechanisms and the integration of research from preclinical disease models. Stress. 2009;12(1):1-21.
4. Kovalenko SO. Kharakterystyka ta teoretychni osnovy metodiv analizu variabel'nosti sertsevoho rytmu. Ukrayins'kyy zhurnal medytsyny, biolohiyi ta sportu. 2017;2(4):223-33. [in Ukrainian].
5. McEwen Bruce S. Central effects of stress hormones in heals and disease: understanding the protective and damaging effects of stress and stress mediators. Eur. J. Pharmacol. 2007;583(2-3):174-85.
6. Sayin HI, Chapuis BI, Chevalier PI, Barms CI. Assessment of cardiac autonomic tone in conscious rats. Auton Neurosci. 2016;12(4):187-202.
7. Renner J, Cavus E, Meybohm P, Gruenewald M, Steinfath M, Sholz J, et al. Pulse pressure variation during different loading conditions in a paediatric animal model. Acta Anaesthesiol Scand. 2008;52(3):374-80.
8. Mel'nikova OZ. Zminy pokaznykiv variabel'nosti sertsevoho rytmu shchuriv pry zastosuvanni na tli khronichnoho stresu hidazepamu. Klinichna ta eksperymental'na patolohiya. 2013;1(43):212-5. [in Ukrainian].
9. Caetano J, Delgado Alves J. Heart rate and cardiovascular protection. Eur J Intern Med. 2015;26(4):217-22.
10. Kimura H. Production and Physiological Effects of Hydrogen Sulfide. Antioxidants & Redox Signaling. 2014;20(5):783-93.
11. Sahach VF, Shymans'ka TV, Hoshovs'ka YuV. Vplyv stymulyatsiyi ta blokady syntezu endohennoho syrtsyu na sertsevu funktsiyu v umovakh ishemiyi-reperfuziyi. Fiziolohichnyy zhurnal. 2013;59(4):8-15. [in Ukrainian].
12. Strutyns'ka NA, Semenykhina OM, Chorna SV, Vavilova HL, Sahach VF. Sirkovoden' pryhnichuye kal'tsiyu indukatsiyne vidkryttya mitokhondrial'noyi pory u sertsi doroslykh ta starykh shchuriv. Fiziol. zhurn. 2011;57(6):3-15. [in Ukrainian].
13. Barna OM, Snihir NV. Sirkovoden' - vazhlyva syhnal'na molekula v patohenezi sertsevo-sudynnykh zakhvoryuvan': mozhlyvosti terapevtychnoho vplyvu. Liky Ukrayiny. 2017;4(210):23-5. [in Ukrainian].
14. Benetti LR, Campos D, Gurgueira SA, Vercesi AE, Guedes CEV, Santos KL, et al. Hydrogen sulfide inhibits oxidative stress in lungs from allergic mice in vivo. European Journal of Pharmacology. 2013;698(1-3):463-9. DOI: 10.1016/j.ejphar.2012.11.025
15. Baevskyy RM, Yvanov HH. Varyabel'nost' serdechnoho rytmu: teoretychni aspekty ta mozhlyvosti klinichnoho zastosuvannya. Ul'trazvukova i funktsional'na diahnostyka. 2001;3:108-27. [in Ukrainian].
16. Chyzh NA. Parametry spektral'noho analizu variabel'nosti sertsevoho rytmu u shchuriv. Problemy kryobyolohyy y kryomedytsyny. 2015;25(3):235-45. [in Ukrainian].
17. Gopanenko OO, Rivis YF. Zhyrnokyslotnyy sklad fosfolipidiv plazmy krovi i tkanyn za gostrogo argininovogo pankreatytu ta yoho korektsiyi. Eksperimental'na ta klinichna fiziolohiya ta biokhimiya. 2013;2:22-7. [in Ukrainian].
18. Dlyaboha YuZ, Rivis YF. Zhyrnokyslotnyy sklad fosfolipidiv plazmy krovi, pechinky I skeletnykh m'yaziv shchuriv za eksperimental'noyi hiperkholesterynemiyi ta vplyvu ryb'yachoho zhyru. Biolohichni studiyi. 2011;2:73-84. [in Ukrainian].
19. Hzhehots'kyy MR, Panina LV, Koval'chuk SM. Metod otsinky funktsional'noho stanu eksperymental'nykh tvaryn na osnovi analizu variabel'nosti sertsevoho rytmu. Materialy III mizhnarodnoyi naukovo-praktychnoyi konferentsiyi "Problemy ta perspektyvy metodychnykh pidkhodiv do analizu stanu zdorov'ya", 26-27 bereznya 2009 r., Luhans'k. Ukrayins'kyy medychnyy al'manakh. 2009;12(2):187-90. [in Ukrainian].
20. Brown DR, Cassis LA, Silcox DL, Brown LV, Randall DC. Empirical and theoretical analysis of the extremely low frequency arterial blood pressure power spectrum in unanesthetized rat. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2006;291:2816-24.
21. Rivis YF, Fedoruk RS. Kilkisni khromatohrafichni metody vyznachennya okremykh lipidiv i zhyrnykh kyslot u biolohichnomu materiali. L'viv: 2010. 109 s. [in Ukrainian].
22. Feng RT, Weng KL. Molecular mechanisms of low dose ionizing radiation in order to control bionegative effects to the organism and related human diseases. International journal of radiation biology. 2015;91:13-27.
23. Kalachnyuk L, Melnychuk D, Kalachnyuk H. Molekul'arni mekhanizmy rehul'uvannya syntezu. Metabolizmu y sekreciyi lipoproteyiniv u klitynakh pechinky. Visnyk L'vivskoho universytety. 2004;38:3-20. [in Ukrainian].
ВПЛИВ ДОНОРА С1РКОВОДНЮ НА ВАР1АБЕЛЬН1СТЬ СЕРЦЕВОГО РИТМУ I ЖИРНОКИСЛОТНИЙ СКЛАД ФОСФОЛ1П1Д1В М1ОКАРДА ЩУР1В ЗА УМОВ ДМ МАЛИХ ДОЗ 1ОН1ЗУЮЧОГО ВИПРОМ1НЮВАННЯ Ковальчук I. М., Гжегоцький М. Р., Ковальчук С. М.
Резюме. Виявлеш змши napaiweTpiB варiабельностi серцевого ритму (ВСР) щурiв через 30 хв. та 1 добу тсля введення NaHS дозою 7,4 мг/кг свщчать про активащю Bcix ланок регуляторних систем з переважаючою мобшзащею парасимпатичноТ нервовоТ системи. Змши регуляторних процеав супроводжуються модифта-щею жирнокислотного складу фосфолт^в тканин мюкарда та печшки, що полягае у збтьшенш стввщно-шення омега-3/омега-6 ПНЖК. Через 1 добу тсля опромшення дозою 2 Гр встановлено зниження омега-3/ омега-6 ПНЖК порiвняно з контролем, а також iстотне зменшення спектральних i статистичних показнимв ВСР, що вказуе на пригшчення активност вах ланок регуляторних систем. Ефект попереднього до дм радiацiТ введення NaHS виявляеться в зменшенш напруження регуляторних процеав, частковому покращенш про-фтю жирнокислотного складу фосфолт^в мюкарда, печшки.
Ключовi слова: варiабельнiсть серцевого ритму (ВСР), юшзуюче випромшювання, донор арководню, ми окард, печшка, омега-3 та омега-6 полшенасичеш жирш кислоти.
ВЛИЯНИЕ ДОНОРА СЕРОВОДОРОДА НА ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА И ЖИРНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ ФОСФОЛИПИДОВ МИОКАРДА КРЫС В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ МАЛЫХ ДОЗ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Ковальчук И. Н., Гжегоцкий М. Р., Ковальчук С. Н.
Резюме. Выявленные изменения параметров вариабельности сердечного ритма (ВСР) крыс через 30 мин. и 1 сутки после введения NaHS в дозе 7,4 мг/кг свидетельствуют об активации различных звеньев регуляторных систем с преобладающей мобилизацией парасимпатической нервной системы. Изменения регуляторных процессов сопровождаются модификацией жирнокислотного состава фосфолипидов тканей миокарда и печени, которая состоит в увеличении соотношения омега-3/омега-6 ПНЖК. Через 1 сутки после облучения в дозе 2 Гр установлено снижение соотношения омега-3/омега-6 ПНЖК относительно контроля, а также существенное уменьшение спектральных и статистических показателей ВСР, что указывает на угнете-
ние активности всех звеньев регуляторных систем. Эффект предварительного к действию радиации введения NaHS состоит в уменьшении напряжения регуляторных процессов, частичном улучшении профиля жирнокис-лотного состава фосфолипидов миокарда и печени.
Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма (ВСР), ионизирующее излучение, донор сероводорода, миокард, печень, омега-3 и омега-6 полиненасыщенные жирные кислоты.
INFLUENCE OF HYDROGEN SULFIDE DONOR ON THE HEART RATE VARIABILITY AND THE FATTY ACID COMPOSITION OF PHOSPHOLIPIDS IN MYOCARDIUM IN RATS IN THE CONDITIONS OF THE ACTION OF SMALL DOSES OF IONIZING RADIATION
Kovalchuk I. M., Gzhegotsky M. R., Kovalchuk S. M.
Abstract. The aim of our study was to study effects of exogenous administration of a hydrogen sulfide donor NaHS on the heart rate variability (HRV) and the fatty acid composition of phospholipids of the heart tissues in rats under the influence of ionizing radiation.
Purpose and methods of research. Experimental studies were performed on 50 sexually mature male rats weighing 180-200 g. All experiments were carried out in compliance with the principles of bioethics in accordance with the provisions of the European Convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes (Strasbourg, 1986). NaHS solution was administered intraperitoneally at a dose of 7,4 mg/ kg (Sigma Aldrich, USA). The irradiation of animals was performed in a single-fraction total dose of 2 Gy. We recorded a peripheral pulse non-invasively in non-narcotic animals for the purpose of the HRV analysis. Determination of the fatty acid composition of phospholipids in the heart muscle and liver was performed by gas-liquid chromatography.
Results and discussion. As a result it was found, that the total power of the spectrum has increased in comparison to the control group due to the increase of spectral power in all frequency bands, significantly 30 minutes after the administration of the H2S donor. Also, the increased spectral power in the range of high frequency oscillations correlates was detected with rise of CV, SDNN, RMSSD, that, in general, testifies to the activation of the autonomous circuit of regulation of cardiac activity. The results of HRV after 24 h of administration of NaHS have shown noted maintenance of a high level of TP that exceeded the control value, however, it decreased after the influence of hydrogen sulfide on the 30th minute. The growth of statistical parameters of HRV on vs control data was also noted, which indicates an increase in the tonus of the parasympathetic nervous system (PSNS), but it was in a lesser degree of severity than data of rats which was recorded on the 30th minute. Thus, on the 1st day after administration of NaHS, there was a prolonged effect in comparison to that on the initial (30 min) period of exposure to the hydrogen sulfide donor, which ensures the maintenance of increased activity of regulatory processes. One day after total body radiation (TBR) at a dose of 2 Gy, TP decreases in twice was established compared to the control group. The decrease in power in all spectrum ranges was recorded: LF, MF and HF. This data indicates on a significant inhibition of the activity of all parts of regulatory systems. The reduction of HRV time parameters (SDNN, CV, RMSSD) characterizes inhibition of PSNS activity. Thus, the reduction of the total effect of autonomic regulation by SDNN, RMSSD, CV correlated with the reduced total level of activity of regulatory processes by the spectral index of TP and indicated the activation of central regulatory systems. Under the influence of radiation on the background of administration NaHS, it was found that the values of time indexes have increased significantly relative to radiation and almost reached the baseline. The previous administration of NaHS before radiation led to a less pronounced reduction in TP than with radiation alone, indicating maintaining a much higher level of regulatory processes in these conditions than radiation. Thus, the total power of the spectrum 1 day after irradiation with the background of administration of a donor hydrogen sulfide was reduced relative to the results of control, but was significantly higher than at single radiation.
Also, it has been established that the effect of a hydrogen sulfide donor (NaHS) in 30 minutes after its introduction leads to increase in the level of omega-3 and a decrease in the level of omega-6 PUFA phospholipids in myocardium vs control group. With such changes in the composition of PUFA, the ratio of omega-3/omega-6 was significantly increased in myocardial and liver tissues. One day after NaHS administration, the ratio of omega-3/omega-6 remains significantly higher than in control group in both tissues, despite the tendency to decrease of previous lifetime of hydrogen sulfide donor. It has been established that under the influence of ionizing irradiation (after 24 hours) the ratio of omega-3/omega-6 were significantly lower in comparison with control group in myocardium and liver tissues. According to the pre-radiation exposure to NaHS, a tendency towards an increase in the ratio of omega-3/ omega-6 to the ionizing radiation effect was observed, but their values did not reach the level of control.
Conclusions. The obtained results indicate improvement of the adaptation processes to the action of radiation under the influence of H2S, which consists in the activation of various links of regulatory systems with the prevailing mobilization of the parasympathetic nervous system and moderate activation of ergotropic processes, and partial improvement of the fatty acid composition of the phospholipids in the myocardium and liver.
Key words: heart rate variability (HRV), fatty acids composition of phospholipids, ionizing radiation, hydrogen sulfide donor, myocardium, liver, omega-3 and omega-6 polyunsaturated fatty acids.
Рецензент - проф. Мщенко I. В.
Стаття надшшла 24.08.2018 року
